JP3842517B2 - 等速ジョイント - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、等速ジョイントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のディファレンシャルに取り付ける等速ジョイントでは、等速ジョイントの外方継手部材の外周に圧入治具を係合させる係合溝を設けたものが知られている。係合溝は圧入治具を係合し、外方継手部材の軸を自動車のデファレンシャルの取付孔にセレーション結合により連結するためのものである。
【０００３】
上記の等速ジョイントを、図６〜図８を参照にして説明する。等速ジョイント５１は、駆動軸５２と、外方継手部材５３と、被動軸５４と、内方継手部材５５と、トラニオン５６と、球面ローラ５７とを備えている。前記外方継手部材５３は、有底筒状に形成され、その側部には、膨出側面が円弧状をなす３つの膨出部５３ａを有している。前記外方継手部材５３の一端には、駆動軸５２が一体に連結されている。
【０００４】
前記各膨出部５３ａの内周には、軸方向に延びるとともに膨出側の内面が円弧状の案内溝５８を有しており、図８に示すように、同案内溝５８の最奥部５８ａは、平面状をなしている。前記外方継手部材５３の底部は係合溝５９の溝幅よりも厚肉に形成され、同底部の外周となる前記膨出部５３ａの一端付近に対して、係合溝５９が周方向に沿って一様な深さで形成されている。
【０００５】
又、等速ジョイントとして図９〜図１２に示すものも知られている。等速ジョイント７１は、駆動軸７２と、外方継手部材７３と、被動軸７４と、内方継手部材７５と、トラニオン７６と、ニードルベアリング８０と、内方ローラ８１と、外方ローラ７７とを備えている。
【０００６】
前記外方継手部材７３は、有底筒状に形成され、その側部には、膨出側面が略平面状をなす３つの膨出部を有している。前記外方継手部材７３の一端には、駆動軸７２が一体に連結されている。前記各膨出部７３ａの内周には、軸方向に延びる案内溝７８を有しており、図１１に示すように、同案内溝７８の最奥部７８ａは平面状をなしている。前記案内溝７８は、中央部に段部７８ｂ、両側にショルダー部７８ｃとを備え、最奥部７８ａ及びショルダー部７８ｃは、いずれも略平面に形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、例えば、等速ジョイント７１の底部を前記等速ジョイント５１と同様の厚みにし、前記等速ジョイント５１の係合溝５９と同様に膨出部７３ａの外周に係合溝を設けようとすると、外方継手部材７３における係合溝７９の底部に対応する部位では、肉薄となってしまい外方継手部材７３の強度が落ちてしまう。
【０００８】
そこで、図９に示すように、外方継手部材７３の底部を前記図８に示す外方継手部材５３の底部、及び係合溝７９の溝幅よりも厚肉に形成し、同底部に対して係合溝７９を周方向に沿って一様な深さで形成することが考えられる。即ち、図１１に示すように、最奥部７８ａは、係合溝７９より反底部側に設けるようにする。このようにすると、図９に示すように、係合溝７９の底部付近では外方継手部材７３が肉薄になることがない。又、図１０におけるＺ−Ｚ線矢視断面図、即ち、図１２に示すように、係合溝７９と最奥部７８ａとのなす部位、即ち、ショルダー部７８ｃにおいて反最奥部７８ａ側の部位の肉厚は薄くならない。
【０００９】
しかし、前述のように外方継手部材７３の底部を厚肉にすると、厚肉にした分だけ等速ジョイント７１全体の重量が重くなるとともに、等速ジョイント７１を全体的にホイール側に寄せる必要があることからジョイントとホイールとの間の距離が短くなる。すると、角度変位に伴うジョイント角が大きくなり寿命の低下、異音や振動の発生の原因ともなる。
【００１０】
従って、本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、外方継手部材の底部を厚肉にすることなく圧入治具係合用の係合溝を形成できるようにした等速ジョイントを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、一端に軸を有し他端が開口した有底筒状であって、その軸心から放射方向に複数の膨出部を形成し、各膨出部の内周に軸方向に延びる案内溝を形成し、前記案内溝の溝幅方向に略平面状をなす一対のショルダー部を有するとともに、膨出部の外周に周方向に沿って形成され前記軸を他部品の取付孔に圧入する際に圧入治具を係合させる係合溝を有する外方継手部材と、該外方継手部材の内側に同軸的に配設され前記案内溝内に突出する複数の軸部を有する内方継手部材と、前記各軸部に回転可能に設けられ前記案内溝を転動するローラとを備えた等速ジョイントにおいて、前記外方継手部材の底部における前記案内溝の前記軸側の底面を、前記ローラの回転軸と直交する断面において前記ローラ形状に沿うように形成し、前記底部における前記膨出部の外周であって、前記各ショルダー部の外側部位毎に前記係合溝を形成したことを要旨とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記各係合溝は、外方継手部材の軸心を中心とした共通の円上の周りで断続的に配置していることを要旨とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２において、軸部はトリポード軸であることを要旨とする。
（作用）
従って、請求項１に記載の発明においては、案内溝の最奥部をローラ形状に沿うように形成すると、各ショルダー部に対応する背側部位付近では、外方継手部材が厚肉となる。そして、この厚肉部分を利用して係合溝を形成すると、外方継手部材の底部自体は、係合溝を形成するために厚肉にする必要がない。
【００１４】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の作用に加えて、係合溝を切削形成する際に、外方継手部材の軸心を旋盤の回転軸と同位置になるように旋盤にセットし、切削加工すると、各係合溝は一度に形成される。
【００１５】
請求項３に記載の発明においては、請求項１又は請求項２に記載の作用に加えて、等速ジョイントをトリポード軸を有する等速ジョイントとして実現される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を等速ジョイントに具体化した一実施形態を図１〜４に従って説明する。
【００１７】
図１に示すように、等速ジョイント１１は、外方継手部材１２と、内方継手部材１３と、内方ローラ２３と、ローラとしての外方ローラ１４を備えている。
前記外方継手部材１２は、略有底筒形状をなしており、その一端には、軸としての駆動軸１５が一体に連結されている。図２に示すように、前記外方継手部材１２の側壁部において、前記外方継手部材１２の軸心Ｏ１に対して等角度間隔で放射方向へ向け突出する３つの膨出部１２ａが形成され、外方継手部材１２は、断面略六角形状をなしている。前記各膨出部１２ａは軸方向に延びるように形成されている。前記各膨出部１２ａの内周は、前記各外方ローラ１４を案内する各案内溝１６となっている。前記各案内溝１６の両側壁は、一対のローラ案内面１６ａとなっており、それぞれ凹状をなす曲面を有している。
【００１８】
図１，２に示すように、前記外方継手部材１２の内部には、被動軸１７が挿入されている。前記被動軸１７の先端部には、嵌挿孔を有する略三角柱状の内方継手部材１３が嵌挿固定されている。前記内方継手部材１３の外周には、略円柱状をなす３本の軸部としてのトラニオン１８が、その軸心Ｏ２に対して放射方向で且つそれぞれ等角度間隔をなすように延設されている。前記３本のトラニオン１８にてトリポード軸が構成されている。
【００１９】
各トラニオン１８の外周には、ニードルベアリング１８ａを介して、外周が凸球状をなす内方ローラ２３が軸支されている。同内方ローラ２３の外周には、内周が凹球状をなす外方ローラ１４が転動自在に球面嵌合されている。前記各外方ローラ１４は、外周に凸球状の転動面１４ａを有しており、同転動面１４ａは、前記一対の凹状をなす曲面を有するローラ案内面１６ａに対向するように配置されている。
【００２０】
前記外方ローラ１４は、トラニオン１８に対して回転し、且つローラ案内面１６ａに対して軸心Ｏ１方向へ向けスライド自在とされている。一方、内方ローラ２３は、外方ローラ１４に対して首振り自在とされている。その結果、被動軸１７は、内方継手部材１３、ニードルベアリング１８ａ、トラニオン１８、及び内方ローラ２３を伴って、外方継手部材１２に対してジョイント角がとれるようになっている。
【００２１】
次に、等速ジョイント１１の細部について説明する。
図２に示すように、前記外方継手部材１２の前記膨出部１２ａの膨出側面は略平面状に形成されている。前記各膨出部１２ａの幅方向両端は、面取りが施されている。前記案内溝１６の内頂面の中央部には、トラニオン１８の先端部と同案内溝１６との当接を防ぐ凹部１６ｂが軸方向に延び、且つ凹部１６ｂの内頂面は平面状に形成されている。同凹部１６ｂの両側には、幅方向に略平面状をなす一対のショルダー部１６ｃが形成されている。
【００２２】
案内溝１６の底部であって、前記膨出部１２ａの外周において、前記各ショルダー部１６ｃに対応する背側部位には、圧入治具を係合させるための係合溝１９が形成されている。係合溝１９は、膨出部１２ａの幅方向両端に設けられている。前記各係合溝１９の底面は、軸心Ｏ１を中心として共通の円上に沿うように形成されている。図１に示すように、外方継手部材１２の底部は、前記従来技術における外方継手部材７３の底部より肉薄に形成されている。図３に示すように、案内溝１６の最奥部１６ｄの全域は、前記外方ローラ１４の転動面１４ａの形状に沿うように形成されている。前記最奥部１６ｄにおける最も駆動軸１５側の点を最奥点Ｐとすると、軸方向における最奥点Ｐの位置は、係合溝１９の溝幅内に位置するようになっている。
【００２３】
このように、案内溝１６の最奥部１６ｄ全域を、外方ローラ１４の転動面１４ａの形状に沿うように形成すると、駆動軸１５側における膨出部１２ａの幅方向両端部は、従来技術の等速ジョイント７１の同部位に比べて厚肉となる。そして、この厚肉部分を利用して係合溝１９を形成するため、外方継手部材１２の底部は、従来技術の外方継手部材７３の底部よりも薄肉にできる。
【００２４】
次に、前記係合溝１９付近における外方継手部材１２の肉厚について説明する。
図２におけるＢ−Ｂ線断面矢視図、即ち、図４（ａ）に示すように、係合溝１９と案内溝１６とのなす肉厚は、等速ジョイント１１が使用されるのに充分な強度に形成されている。そして、図２におけるＣ−Ｃ線断面矢視図、即ち、図４（ｂ）に示す係合溝１９と案内溝１６とは、上記図４（ａ）の場合と比べ、案内溝１６が駆動軸１５側に寄った分、係合溝１９の底部が浅く形成されている。この結果、係合溝１９と案内溝１６とのなす肉厚においても、等速ジョイント１１が使用されるのに充分な強度に形成されている。
【００２５】
加えて、図２におけるＤ−Ｄ線断面矢視図、即ち、図１に示すように、凹部１６ｂに背向する膨出部１２ａの外面には係合溝１９は形成されていない。即ち、凹部１６ｂの部位の肉厚は、凹部１６ｂと膨出部１２ａの外面とのなす肉厚であり、この肉厚においても等速ジョイント１１が使用されるのに充分な強度に形成されている。
【００２６】
次に、本実施形態のように構成された等速ジョイント１１の作用について説明する。
等速ジョイント１１の駆動軸１５を図示しない自動車のディファレンシャルの取付孔に結合する際に、等速ジョイント１１の係合溝１９に図示しない圧入治具を係合させ、等速ジョイント１１の駆動軸１５を前記取付孔に結合できる。
【００２７】
等速ジョイント１１における外方継手部材１２の底部は、等速ジョイント７１の外方継手部材７３の底部に比べて、肉薄に形成されているため、肉薄の分だけ、等速ジョイント７１を全体的にディファレンシャル側に寄せられる。すると、等速ジョイント１１と、被動軸１７の他端側の図示しないホイールとの距離が長くなり、角度変位に伴うジョイント角が小さくなる。又、肉薄の分だけ、等速ジョイント１１は等速ジョイント７１に比べ重量が軽減される。
【００２８】
従って、本実施形態の等速ジョイント１１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、案内溝１６の最奥部１６ｄを、外方ローラ１４の転動面１４ａの形状に沿うように形成し、一端側における膨出部１２ａの幅方向両端部を厚肉にし、この厚肉部分を利用して係合溝１９を形成している。この結果、外方継手部材１２の底部を薄肉に形成できる。従って、等速ジョイント１１の重量を等速ジョイント７１に比べ軽減できる。
【００２９】
（２）本実施形態では、前記（１）の効果に加えて、等速ジョイント１１を全体的にディファレンシャル側に寄せることができ、その結果、等速ジョイント１１と、被動軸１７の他端側の図示しないホイールとの距離が長くなり、角度変位に伴うジョイント角が小さくなる。従って、等速ジョイント１１は、等速ジョイント７１に比べ、角度変位に伴うジョイント角が小さくなり、寿命が延びるとともに、異音や振動の発生を抑制できる。
【００３０】
（３）本実施形態の前記各係合溝１９を切削形成する際に、外方継手部材１２の軸心Ｏ１を旋盤の回転軸に合わせるように旋盤にセットし、外方継手部材１２の軸心Ｏ１を中心とした切削加工すると、各係合溝は一度に形成できる。従って、旋盤により各係合溝１９を効率よく切削加工できる。
【００３１】
なお、上記各実施形態は以下のような他の実施形態 に変更して具体化してもよい。
・前記実施形態の構成中、凹部１６ｂ、ショルダー部１６ｃを省略してもよい。
【００３２】
・前記実施形態の係合溝１９と最奥部１６ｄは、３つの膨出部１２ａを有する等速ジョイント１１に形成していた。この代わりに、前記係合溝１９と前記最奥部１６ｄを、４つの膨出部を有する等速ジョイント、即ち、内方継手部材に４本の軸部としてのトラニオンを有し、各トラニオンにローラを軸支し、外方継手部材１２に膨出部を４つ備えた等速ジョイントに採用してもよい。又、上記のような係合溝１９と最奥部１６ｄの採用を、５以上の膨出部を有する等速ジョイントに行ってもよい。
【００３３】
・前記実施形態の係合溝１９と、最奥部１６ｄとを従来技術における等速ジョイント５１に採用してもよい。
・前記実施形態では、最奥部１６ｄ全域を外方ローラ１４の転動面１４ａの形状に沿うようにしたが、最奥部１６ｄを部分的に前記転動面１４ａの形状に沿うようにしてもよい。例えば、図５に示すように、前記案内溝１６の最奥部１６ｄの形状を略平面状に形成し、同最奥部１６ｄの両側に、最奥部１６ｄに向かうにつれ、案内溝１６の溝幅が狭くなるテーパー部２０を形成し、同テーパー部２０を外方ローラ１４の転動面１４ａに沿わせるようにする。このように最奥部１６ｄの形状を転動面１４ａに対して部分的に沿うような形状に形成してもよい。もちろん、前記テーパー部２０のテーパー部分を円弧状の曲面にしてもよい。
【００３４】
・前記実施形態では、外方ローラ１４の外周を凸球状、ローラ案内面１６ａを凹状の曲面としていたが、外方ローラ１４の外周を円筒状、ローラ案内面１６ａを平坦面としてもよい。
【００３５】
次に、上記実施形態及び他の実施形態から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
（イ） 前記最奥部がローラ形状に沿う形状は、最奥部にテーパー部を有し、最奥部をローラ形状に対して部分的に沿うように形成したことを含む請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の等速ジョイント。このように構成すると、外方継手部材の底部を厚肉にすることなく圧入治具係合用の係合溝を形成できる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１〜３に記載の発明によれば、係合溝を設けるために外方継手部材の底部の肉厚を確保する必要がないため、質量低減が量れる。又、ジョイント全体をディファレンシャル側に寄せることができるようになり、ジョイントとホイールとの間の距離を長く取れるようになる。その結果、常時使用時のジョイント角を小さくでき、ジョイント性能低下や振動・騒音の発生を抑制できる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、旋盤により、各係合溝を効率よく切削加工できる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の等速ジョイントをトリポード軸を有する等速ジョイントとして実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態における等速ジョイントの正面断面図であり、図２におけるＤ−Ｄ線矢視図。
【図２】 本実施形態における等速ジョイントの側面図。
【図３】 図２におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図４】 （ａ）は、図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。（ｂ）は、図２におけるＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図５】 他の実施形態における膨出部の説明図。
【図６】 従来技術における等速ジョイントの正面断面図。
【図７】 従来技術における等速ジョイントの側面図。
【図８】 図７におけるＸ−Ｘ線矢視断面図。
【図９】 従来技術における等速ジョイントの正面断面図。
【図１０】 従来技術における等速ジョイントの側面図。
【図１１】 図１０におけるＹ−Ｙ線矢視断面図。
【図１２】 図１０におけるＺ−Ｚ線矢視断面図。
【符号の説明】
１１…等速ジョイント、１２…外方継手部材、１２ａ…膨出部、
１３…内方継手部材、１４…ローラ、１５…軸としての駆動軸、
１６…案内溝、１６ｃ…ショルダー部、１６ｄ…最奥部、
１８…軸部としてのトラニオン、１９…係合溝、Ｏ１…外方継手部材の軸心。

Claims (3)

1. 一端に軸を有し他端が開口した有底筒状であって、その軸心から放射方向に複数の膨出部を形成し、各膨出部の内周に軸方向に延びる案内溝を形成し、前記案内溝の溝幅方向に略平面状をなす一対のショルダー部を有するとともに、膨出部の外周に周方向に沿って形成され前記軸を他部品の取付孔に圧入する際に圧入治具を係合させる係合溝を有する外方継手部材と、
   該外方継手部材の内側に同軸的に配設され前記案内溝内に突出する複数の軸部を有する内方継手部材と、前記各軸部に回転可能に設けられ前記案内溝を転動するローラとを備えた等速ジョイントにおいて、
   前記外方継手部材の底部における前記案内溝の前記軸側の底面を、前記ローラの回転軸と直交する断面において前記ローラ形状に沿うように形成し、前記底部における前記膨出部の外周であって、前記各ショルダー部の外側部位毎に前記係合溝を形成したことを特徴とする等速ジョイント。
2. 前記各係合溝は、外方継手部材の軸心を中心とした共通の円上の周りで断続的に配置していることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント。
3. 軸部はトリポード軸であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速ジョイント。

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