JP3715476B2 - 等速ジョイント - 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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、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て回転力を各車軸へと伝達するために各種の等速ジョイントが用いられている。
【０００３】
本出願人は、誘起スラスト性能をより一層向上させることを目的として、リング状のスパイダボス部から半径外方向に向かって突出する首部と前記首部に連続する頭部とを有するトラニオンが複数設けられ、前記トラニオンの頭部の上面部に第１曲面を形成すると共に該トラニオンの頭部の下面部に第２曲面を形成し、且つ前記トラニオンの頭部の上面部と下面部との間に前記第１曲面および第２曲面の間を周回する球面を形成し、一方、環状部材の内周面に略楕円形状の切欠部を形成し、前記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環状部材の球面状の凹部内に挿入することにより、前記環状部材の孔部内に前記トラニオンが装着される等速ジョイントの組み付け方法を提案している（特開２０００−１９２９８４号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記提案に関連してなされたものであり、前記組み付け方法を実施したときの組立性を阻害することがなく、トラニオンの強度をより一層向上させることが可能な等速ジョイントを提供することを目的とする。
【０００５】
【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、リング状のスパイダボス部から半径外方向に向かって突出する首部と前記首部に連続する頭部とを有するトラニオンが複数設けられ、前記トラニオンの頭部の上面部に第１曲面を形成すると共に該トラニオンの頭部の下面部に第２曲面を形成し、且つ前記トラニオンの頭部の上面部と下面部との間に前記第１曲面および第２曲面の間を周回する球面を形成し、一方、環状部材の内周面に略楕円形状の切欠部を形成し、前記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環状部材の球面状の凹部内に挿入することにより、前記環状部材の孔部内に前記トラニオンが装着される等速ジョイントであって、
前記首部の片側には、隣接するトラニオン側に向かって膨出する頸部が形成されることを特徴とする。
【０００６】
この場合、前記頸部を、頭部側からみて、隣接するトラニオンに向かって徐々に先細りとなる断面曲線状に形成し、あるいは断面矩形状に形成するとよい。
【００１２】
本発明によれば、首部に頸部を形成することによりトラニオンの支持断面積が大きくなり、該トラニオンの強度が増大する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る等速ジョイント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。
【００１４】
図１および図２において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントを示す。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
各トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の首部３０において、スパイダボス部２６の周方向に沿った一方の側には、図５乃至図１０に示されるように、隣接するトラニオン２８ｂ（２８ｃ、２８ａ）側に向かって僅かに膨出する頸部３３が一体的に形成される。前記頸部３３は、図８に示されるように、頭部３２側からみるとその断面形状が隣接するトラニオン２８ｂに向かって徐々に先細りとなる曲線状に形成されるとともに、図１０に示されるように、第２軸１３の軸線方向からみるとその断面形状が頭部３２の浅いくびれ３５に連続して略鉛直方向に沿って略直線状に形成されている。
【００２０】
前記頭部３２の上面部には、アウタカップ１２の軸線方向からみ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み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、所定の曲率からなる円弧状に形成してもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
前記内側ローラ４２には、図１１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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
本発明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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
この場合、図示しない第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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
本実施の形態では、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。
【００４０】
次に、本発明の実施の形態に係る等速ジョイント１０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。
【００４１】
略楕円形状の切欠部５２が設けられた内側ローラ４２（図１１参照）では、図１６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１６中、紙面と略直交する方向に延在している。
【００４２】
なお、図１５および図１６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は頸部３３の所定寸法とトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の首部３０の半径との合計値、Ｘは組み付け角度がθだけ傾斜したときのトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６の投影長幅、Ｙは組み付け角度がθだけ傾斜したときのトラニオン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。
【００４３】
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。
【００４４】
【数７】
【００４５】
また、Ｙ＜Ｘとなるための条件は、次の式（２）で表される。
【００４６】
【数８】
【００４７】
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。
【００４８】
【数９】
【００４９】
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１６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。
【００５０】
ここで、比較例に係るトラニオン７０ａ（７０ｂ、７０ｃ）の形状（図２３乃至図２８参照）と本実施の形態に係るトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の形状とを比較検討する。
【００５１】
比較例では、頭部７２側からみたトラニオン７０ａ（７０ｂ、７０ｃ）の首部７４の断面形状が真円状に形成されているのに対し、本実施の形態に係る等速ジョイント１０を構成するトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）では、隣接するトラニオン２８ｂ（２８ｃ、２８ａ）の一方側に僅かだけ膨出する頸部３３が形成され、頭部３２側からみてその断面形状が徐々に先細りとなる曲線状に形成されている。
【００５２】
また、比較例では、第２軸１３の軸線方向からみると、頭部７２のくびれ７６（図２８参照）が大きく且つ該頭部７２の軸線を対称軸として線対称に形成されているのに対し、本実施の形態では、比較例よりも首部３０の直径が大きく且つ非対称に形成されている。
【００５３】
従って、本実施の形態では、トラニオン２８ａ〜２８ｃの支持断面積を大きくして該トラニオン２８ａ〜２８ｃの強度をより一層向上させることができる。さらに、本実施の形態では、スパイダボス部２６の周方向に沿った一方側にのみ頸部３３を形成しているため、トラニオン２８ａ〜２８ｃの内側ローラ４２に対する組立性が阻害されることがなく、円滑に組み付けることができる。さらにまた、頸部３３の断面形状を曲線状に形成することにより、スパイダボス部２６を含むトラニオン２８ａ〜２８ｃを一体成形する図示しない金型の構造を簡素化することができる。
【００５４】
次に、変形例に係るトラニオン８０ａ〜８０ｃを図１７乃至図２２に示す。この変形例に係るトラニオン８０ａ〜８０ｃでは、頭部３２側からみた頸部８２の断面形状を角状に形成している点で異なり（図２０参照）、断面形状を角状に形成することにより、トラニオン８０ａ〜８０ｃの支持断面積をより一層大きく設定することができるという利点が得られる。その他の作用効果は、前記実施の形態と同一であるので、その詳細な説明を省略する。
【００５５】
なお、本実施の形態では、３つのトラニオン２８ａ〜２８ｃ、８０ａ〜８０ｃが設けられたトリポートタイプの等速ジョイント１０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。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５７】
すなわち、トラニオンの支持断面積を大きくして該トラニオンの強度をより一層向上させることができる。さらに、スパイダボス部の周方向に沿った一方側にのみ頸部を形成しているため、トラニオンの環状部材に対する組立性が阻害されることがなく、円滑に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明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】スパイダボス部を含むトラニオンの斜視図である。
【図６】図５に示すトラニオンの正面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った横断面図である。
【図９】図５に示すトラニオンの平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【図１１】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１２】図１１に示される内側ローラの平面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図１５】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１６】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１７】変形例に係るトラニオンの斜視図である。
【図１８】図１７に示すトラニオンの正面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＶ線に沿った縦断面図である。
【図２０】図１８のＸＸ−ＸＸ線に沿った縦断面図である。
【図２１】図１７に示すトラニオンの平面図である。
【図２２】図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図２３】比較例に係るトラニオンの斜視図である。
【図２４】図２３に示すトラニオンの正面図である。
【図２５】図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿った縦断面図である。
【図２６】図２４のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿った横断面図である。
【図２７】図２３に示すトラニオンの平面図である。
【図２８】図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【符号の説明】
１０…等速ジョイント １２…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、８０ａ〜８０ｃ…トラニオン
３０…首部 ３２…頭部
３３、８２…頸部 ３４ａ、３４ｂ…曲面
３５…くびれ ３６…球面
４０、４８…凹部 ４２…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…切欠部
５６…環状凸部 ５８、６０…係合面
【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、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て回転力を各車軸へと伝達するために各種の等速ジョイントが用いられている。
【０００３】
本出願人は、誘起スラスト性能をより一層向上させることを目的として、リング状のスパイダボス部から半径外方向に向かって突出する首部と前記首部に連続する頭部とを有するトラニオンが複数設けられ、前記トラニオンの頭部の上面部に第１曲面を形成すると共に該トラニオンの頭部の下面部に第２曲面を形成し、且つ前記トラニオンの頭部の上面部と下面部との間に前記第１曲面および第２曲面の間を周回する球面を形成し、一方、環状部材の内周面に略楕円形状の切欠部を形成し、前記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環状部材の球面状の凹部内に挿入することにより、前記環状部材の孔部内に前記トラニオンが装着される等速ジョイントの組み付け方法を提案している（特開２０００−１９２９８４号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記提案に関連してなされたものであり、前記組み付け方法を実施したときの組立性を阻害することがなく、トラニオンの強度をより一層向上させることが可能な等速ジョイントを提供することを目的とする。
【０００５】
【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、リング状のスパイダボス部から半径外方向に向かって突出する首部と前記首部に連続する頭部とを有するトラニオンが複数設けられ、前記トラニオンの頭部の上面部に第１曲面を形成すると共に該トラニオンの頭部の下面部に第２曲面を形成し、且つ前記トラニオンの頭部の上面部と下面部との間に前記第１曲面および第２曲面の間を周回する球面を形成し、一方、環状部材の内周面に略楕円形状の切欠部を形成し、前記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環状部材の球面状の凹部内に挿入することにより、前記環状部材の孔部内に前記トラニオンが装着される等速ジョイントであって、
前記首部の片側には、隣接するトラニオン側に向かって膨出する頸部が形成されることを特徴とする。
【０００６】
この場合、前記頸部を、頭部側からみて、隣接するトラニオンに向かって徐々に先細りとなる断面曲線状に形成し、あるいは断面矩形状に形成するとよい。
【００１２】
本発明によれば、首部に頸部を形成することによりトラニオンの支持断面積が大きくなり、該トラニオンの強度が増大する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る等速ジョイント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。
【００１４】
図１および図２において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントを示す。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
各トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の首部３０において、スパイダボス部２６の周方向に沿った一方の側には、図５乃至図１０に示されるように、隣接するトラニオン２８ｂ（２８ｃ、２８ａ）側に向かって僅かに膨出する頸部３３が一体的に形成される。前記頸部３３は、図８に示されるように、頭部３２側からみるとその断面形状が隣接するトラニオン２８ｂに向かって徐々に先細りとなる曲線状に形成されるとともに、図１０に示されるように、第２軸１３の軸線方向からみるとその断面形状が頭部３２の浅いくびれ３５に連続して略鉛直方向に沿って略直線状に形成されている。
【００２０】
前記頭部３２の上面部には、アウタカップ１２の軸線方向からみ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み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、所定の曲率からなる円弧状に形成してもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
前記内側ローラ４２には、図１１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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
本発明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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
この場合、図示しない第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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
本実施の形態では、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。
【００４０】
次に、本発明の実施の形態に係る等速ジョイント１０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。
【００４１】
略楕円形状の切欠部５２が設けられた内側ローラ４２（図１１参照）では、図１６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１６中、紙面と略直交する方向に延在している。
【００４２】
なお、図１５および図１６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は頸部３３の所定寸法とトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の首部３０の半径との合計値、Ｘは組み付け角度がθだけ傾斜したときのトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６の投影長幅、Ｙは組み付け角度がθだけ傾斜したときのトラニオン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。
【００４３】
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。
【００４４】
【数７】
また、Ｙ＜Ｘとなるための条件は、次の式（２）で表される。
【００４６】
【数８】
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。
【００４８】
【数９】
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１６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。
【００５０】
ここで、比較例に係るトラニオン７０ａ（７０ｂ、７０ｃ）の形状（図２３乃至図２８参照）と本実施の形態に係るトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の形状とを比較検討する。
【００５１】
比較例では、頭部７２側からみたトラニオン７０ａ（７０ｂ、７０ｃ）の首部７４の断面形状が真円状に形成されているのに対し、本実施の形態に係る等速ジョイント１０を構成するトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）では、隣接するトラニオン２８ｂ（２８ｃ、２８ａ）の一方側に僅かだけ膨出する頸部３３が形成され、頭部３２側からみてその断面形状が徐々に先細りとなる曲線状に形成されている。
【００５２】
また、比較例では、第２軸１３の軸線方向からみると、頭部７２のくびれ７６（図２８参照）が大きく且つ該頭部７２の軸線を対称軸として線対称に形成されているのに対し、本実施の形態では、比較例よりも首部３０の直径が大きく且つ非対称に形成されている。
【００５３】
従って、本実施の形態では、トラニオン２８ａ〜２８ｃの支持断面積を大きくして該トラニオン２８ａ〜２８ｃの強度をより一層向上させることができる。さらに、本実施の形態では、スパイダボス部２６の周方向に沿った一方側にのみ頸部３３を形成しているため、トラニオン２８ａ〜２８ｃの内側ローラ４２に対する組立性が阻害されることがなく、円滑に組み付けることができる。さらにまた、頸部３３の断面形状を曲線状に形成することにより、スパイダボス部２６を含むトラニオン２８ａ〜２８ｃを一体成形する図示しない金型の構造を簡素化することができる。
【００５４】
次に、変形例に係るトラニオン８０ａ〜８０ｃを図１７乃至図２２に示す。この変形例に係るトラニオン８０ａ〜８０ｃでは、頭部３２側からみた頸部８２の断面形状を角状に形成している点で異なり（図２０参照）、断面形状を角状に形成することにより、トラニオン８０ａ〜８０ｃの支持断面積をより一層大きく設定することができるという利点が得られる。その他の作用効果は、前記実施の形態と同一であるので、その詳細な説明を省略する。
【００５５】
なお、本実施の形態では、３つのトラニオン２８ａ〜２８ｃ、８０ａ〜８０ｃが設けられたトリポートタイプの等速ジョイント１０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。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５７】
すなわち、トラニオンの支持断面積を大きくして該トラニオンの強度をより一層向上させることができる。さらに、スパイダボス部の周方向に沿った一方側にのみ頸部を形成しているため、トラニオンの環状部材に対する組立性が阻害されることがなく、円滑に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明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】スパイダボス部を含むトラニオンの斜視図である。
【図６】図５に示すトラニオンの正面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った横断面図である。
【図９】図５に示すトラニオンの平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【図１１】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１２】図１１に示される内側ローラの平面図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図１５】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１６】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１７】変形例に係るトラニオンの斜視図である。
【図１８】図１７に示すトラニオンの正面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＶ線に沿った縦断面図である。
【図２０】図１８のＸＸ−ＸＸ線に沿った縦断面図である。
【図２１】図１７に示すトラニオンの平面図である。
【図２２】図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図２３】比較例に係るトラニオンの斜視図である。
【図２４】図２３に示すトラニオンの正面図である。
【図２５】図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿った縦断面図である。
【図２６】図２４のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿った横断面図である。
【図２７】図２３に示すトラニオンの平面図である。
【図２８】図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【符号の説明】
１０…等速ジョイント １２…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、８０ａ〜８０ｃ…トラニオン
３０…首部 ３２…頭部
３３、８２…頸部 ３４ａ、３４ｂ…曲面
３５…くびれ ３６…球面
４０、４８…凹部 ４２…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…切欠部
５６…環状凸部 ５８、６０…係合面
Claims (3)
- リング状のスパイダボス部から半径外方向に向かって突出する首部と前記首部に連続する頭部とを有するトラニオンが複数設けられ、前記トラニオンの頭部の上面部に第１曲面を形成すると共に該トラニオンの頭部の下面部に第２曲面を形成し、且つ前記トラニオンの頭部の上面部と下面部との間に前記第１曲面および第２曲面の間を周回する球面を形成し、一方、環状部材の内周面に略楕円形状の切欠部を形成し、前記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環状部材の球面状の凹部内に挿入することにより、前記環状部材の孔部内に前記トラニオンが装着される等速ジョイントであって、
前記首部の片側には、隣接するトラニオン側に向かって膨出する頸部が形成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、
前記頸部は、頭部側からみて、隣接するトラニオンに向かって徐々に先細りとなる断面曲線状に形成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、
前記頸部は、頭部側からみて、断面矩形状に形成されることを特徴とする等速ジョイント。
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