JP4115043B2 - Tripod type constant velocity universal joint - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のドライブシャフトの回転を駆動車輪に伝達する場合に使用される摺動式のトリポード型等速自在継手に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、エンジンの回転を駆動車輪に伝達する動力伝達系には、固定式の等速自在継手と摺動式の等速自在継手が組込まれる。
【0003】
摺動式等速自在継手として、図8に示したものが従来から知られている。この等速自在継手はトリポード型等速自在継手であって、外方継手部材20の内周に3本のトラック溝21を120°の間隔をおいて形成し、その外方継手部材20の内側に挿入したトリポード部材22の外周に半径方向に延びる3本の脚軸23を設け、各脚軸23を中心にして回転自在に支持されたローラ24を前記トラック溝21内にスライド自在に挿入して、外方継手部材20とトリポード部材22の相互において回転トルクを伝えるようにしている。
【0004】
ここで、トラック溝21の両側に設けられたローラ案内面21aは外方継手部材20の軸心と直交する平面で切断した際の断面形状を円弧状とする円筒面とされ、一方、ローラ24の外周は球面24aとされている。
【0005】
また、ローラ24は、その内側に組込まれた針状ころ25によって回転自在に、かつ脚軸23の軸方向に移動自在に支持され、前記脚軸23の先端部に取付けた止め輪26およびスラストワッシャ27によって抜け止めされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の等速自在継手においては、外方継手部材20とトリポード部材22とが作動角をとって回転トルクを伝達するとき、ローラ案内面21aとローラ24とは斜交する関係となる。このとき、ローラ24は同図の矢印で示す方向に回転しようとするのに対し、ローラ24の転がり移動を案内するトラック溝21の両側のローラ案内面21aは円筒面であって外方継手部材20の軸心と平行しているため、ローラ24はトラック溝21に拘束されながら移動することになり、ローラ24には比較的大きい前後方向の傾きモーメントが作用する。このため、そのローラ24を支持する針状ころ25は端部に負荷を受ける状態でローラ24との接触により回転することになる。したがって、針状ころ25がスキューし易く、その針状ころ25のスキューによってローラ24に円滑な回転が得られず、ローラ24とローラ案内面21aとの間ですべりが生じて発熱し、さらに、このすべりが軸方向のスラスト力を誘起し、車体に振動を与え、騒音を発生させるという問題が生じる。
【0007】
ここで、図9に模式的に示すように、トラック溝21の両側のローラ案内面21aを平坦面とし、ローラ24として円筒ローラを用いることにすれば、ローラ24を正しく転がり回転させることができるが、この場合、ローラ24の外周面とローラ案内面21aの干渉によって外方継手部材20とトリポード部材22の相互間で作動角をとることができなくなる。
【0008】
すなわち、外方継手部材20とトリポード部材22とが作動角をとった場合を考えると、トリポード部材22の3本の脚軸23の軸心の交点O’が外方継手部材20の軸心Oに対してずれrが生じ、回転トルクの伝達時には、そのずれrを半径として軸心Oのまわりを脚軸23の軸心の交点O’が振れ回ろうとするため、同図の上側の脚軸23を基本として考えると、他の2本の脚軸23は作動角0度の場合に比較して、角度γだけ傾きを生じる。そのため、脚軸23に支持されたローラ24の外周面とローラ案内面21aとの間で鎖線イで示すように干渉が生じ、外方継手部材20とトリポード部材22の相互で作動角をとることができず、したがって、ローラ24の外周面とローラ案内面21aとの間に干渉が生じるのを防止する機構が必要となる。
【0009】
この発明の課題は、外方継手部材とトリポード部材の相互で回転トルクを伝達するローラの回転の円滑化を図り、振動や騒音の発生を抑制することができるようにしたトリポード型等速自在継手を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、内周に軸方向の3本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側がローラ案内面とされた外方継手部材と、半径方向に延びる3本の脚軸を有するトリポード部材と、各脚軸上に設けられたローラと、各ローラ内に組込まれてローラを前記脚軸を中心にして回転自在に支持する転動体とから成り、前記ローラのそれぞれを前記外方継手部材のトラック溝内に挿入して前記ローラ案内面に接触し、外方継手部材とトリポード部材が作動角をとるトルクの伝達時にローラをローラ案内面との接触により転動させつつそのローラ案内面に沿って円弧状に往復動させて外方継手部材とトリポード部材の相互で回転トルクを伝えるようにしたトリポード型等速自在継手において、前記転動体をボールとし、前記ローラの内周にはそのボールが転動する断面円弧状の軌道面を設け、前記ボールが転動する断面円弧状の軌道面を外周に有する軌道輪を前記脚軸に外嵌した構成を採用したのである。
【0011】
上記のように、ボールによってローラを回転自在に支持することによって、針状ころでローラを支持した場合のスキューの問題は無くなり、ローラを円滑に回転させることができる。
【0012】
このため、外方継手部材とトリポード部材が作動角をとって回転トルクを伝達するトルク伝達時において、ローラ案内面に沿って移動するローラのスライド抵抗が小さく、振動、騒音の発生を抑制することができる。
【0013】
ここで、ローラとローラ案内面との接触をローラ幅方向の略中央で接触する点接触とし、あるいは、ローラの幅方向両端部の2点で接触するアンギュラコンタクトとすると、ローラ案内面とローラとを線接触させた場合に比較して、外方継手部材とトリポード部材とが作動角をとる回転トルクの伝達時、ローラ案内面とローラの接触部における抵抗が小さく、ローラに付与される前後方向の傾きモーメントを小さくすることができる。
【0014】
このため、ローラはトラック溝内でスムーズに姿勢を変換し、トラック溝に沿ってローラをスムーズに移動させることができる。
【0015】
ローラとローラ案内面とを点接触させる方法として、ローラの外周を球面とし、ローラ案内面をその球面の半径より大きい曲率半径の円筒面とする方法、あるいは、ローラ案内面を平坦面とし、ローラの外周を球面とする方法を採用することができる。
【0016】
また、ローラとローラ案内面を2点で接触させる方法として、ローラ案内面を相反する方向に傾斜する2つの傾斜面で形成されたゴシックアーチ形とし、ローラの外周を球面とする方法を採用することができる。
【0017】
なお、ローラ案内面を平坦面とし、ローラの外周を球面とすると、外方軌道部材とトリポード部材とが作動角をとって回転トルクを伝達するトルク伝達時、ローラがローラ案内面と干渉するのを防止することができる。
【0018】
ここで、ローラ案内面を平坦面とし、ローラの外周面を円筒面としてもよい。この場合は、軌道輪の内側に、その軌道輪の軸心を含む平面で切断した断面の形状が凸円弧状の曲面として、脚軸と軌道輪の相対的な傾きを可能とし、外方軌道部材とトリポード部材とが作動角をとって回転トルクを伝えるトルク伝達時に、ローラ案内面とローラとが干渉するのを防止する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図1乃至図7に基づいて説明する。図1および図2に示すように、外方継手部材1は閉塞端に軸部2を有し、内周には3本のトラック溝3が120°の間隔をおいて形成され、各トラック溝3の両側はローラ案内面4とされている。
【0020】
外方継手部材1の内側にはトリポード部材10が挿入されている。トリポード部材10には、セレーション10aの嵌合によってトルク伝達軸11が接続されている。
【0021】
トリポード部材10は半径方向に突出する3本の脚軸12を外周に有し、各脚軸12に軌道輪13がスライド自在に嵌合されている。軌道輪13の外側にはローラ14が設けられ、そのローラ14の内周面に形成された断面円弧状の軌道溝14aと軌道輪13の外周に設けられた軌道面13a間にボール15が組込まれ、このボール15によってローラ14が回転自在に支持されている。
【0022】
ローラ14は外方継手部材1のトラック溝3内にスライド自在に挿入されている。図3に示すように、ローラ14の外周は球面14bとされ、一方、トラック溝3の両側のローラ案内面4は、外方継手部材1の軸心に直交する平面で切断した断面の形状が円弧状の円筒面とされている。この円筒面から成るローラ案内面4の曲率半径はローラ14の球面14bの半径より大きく、外方継手部材1とトリポード部材10の相互で回転トルクを伝達するとき、ローラ14の球面14bが円筒面から成るローラ案内面4と点接触するようになっている。
【0023】
実施の形態で示す等速自在継手は上記の構造から成り、外方継手部材1とトリポード部材10間の作動角が0度の場合、両部材1、10間の回転トルクの伝達はローラ案内面4とこれに係合するローラ14の係合部において行われる。この場合、外方継手部材1とトリポード部材10の相対運動に伴うプランジングが生じると、トラック溝3のローラ案内面4に沿ってローラ14が転動する。
【0024】
外方継手部材1とトリポード部材10とが図2に示すように、作動角θをとる回転トルクの伝達時、脚軸12はトルク伝達軸11の軸心まわりを回転し、トラック溝3に対して作動角θの2倍の角度振れを生じる。
【0025】
このとき、ローラ14は脚軸12の軸心を中心として回転自在の支持であるため、ローラ14はローラ案内面4に対して傾き角を変化させつつそのローラ案内面4に沿って円弧状に往復動する。
【0026】
この場合、ローラ14とローラ案内面4との接触は点接触であるため、接触部における抵抗が小さく、ローラ14に付与される前後方向の傾きモーメントも小さい。このため、ローラ14はトラック溝3内においてスムーズに姿勢を変換すると共に、ボール15と軌道面14aとの接触部における抵抗も小さいので、ローラ14は円滑に回転し、ローラ14の移動時におけるスライド抵抗が小さく、振動、騒音の発生を抑制することができる。
【0027】
また、脚軸12がトルク伝達軸11の軸心まわりを回転するとき、脚軸12の軸心の交点は図9に示した場合と同様に、外方継手部材1の軸心のまわりを振れ回るため、脚軸12は軌道輪13に対して軸方向に移動する。
【0028】
図3に示す実施の形態では、ローラ案内面4を円筒面とし、その曲率半径をローラ14の球面14bの半径より大きくして、ローラ14とローラ案内面4とを点接触させるようにしたが、図4に示すように、ローラ案内面4を相反する方向に傾斜する2つの傾斜面4a、4bで形成し、各傾斜面4a、4bをローラ14の球面14bに点接触させるようにしてもよい。この場合も図3に示す場合と同様に、ローラ14を円滑に回転させることができると共に、ローラ14の姿勢をスムーズに変換させることができる。
【0029】
図5に示すように、各脚軸12の先端部に止め輪16を取付け、その止め輪16によって軌道輪13を抜け止めすると、脚軸12上に軌道輪13、ボール15およびローラ14から成るローラアセンブリを抜け止め保持することができるため、外方継手部材1内にトリポード部材10を挿入する等速自在継手の組立ての容易化を図ることができる。
【0030】
図6は、この発明に係る等速自在継手の他の例を示す。図6(I)、(II)に示す例においては、ローラ案内面4を平坦面とし、ローラ14の外周を、そのローラ14の軸心を含む平面で切断した断面の形状が円弧状の曲面14cとして、この曲面14cとローラ案内面4とを点接触させるようにしている。
【0031】
また、脚軸12の先端部に止め輪17を取付け、その止め輪17とトリポード部材10の外周に形成された肩18とで軌道輪13が脚軸12の軸方向に移動するのを防止している。
【0032】
上記実施例における等速自在継手においても、ローラ案内面4が平坦面であって、そのローラ案内面4とローラ14との接触が点接触であるため、接触部における抵抗が小さく、外方継手部材1とトリポード部材10とが作動角をとって回転トルクを伝達するトルク伝達時に、ローラ案内面4に沿ってローラ14を円滑に転がり移動させることができ、スライド抵抗の低減化を図ることができる。
【0033】
図7(I)、(II)に示す例においては、ローラ案内面4を平坦面とし、ローラ14の外周を円筒面14dとして、ローラ案内面4とローラ14とを線接触させるようにしている。また、軌道輪13の内周を、その軌道輪13の軸心を含む平面で切断した断面の形状が凸円弧状の曲面13bとしている。
【0034】
また、脚軸12の先端部に止め輪16を取付け、その止め輪16とトリポード部材10の肩部8間に、脚軸12と軌道輪13の相対的な軸方向の移動を可能とする間隔も設けている。
【0035】
上記のように形成すると、脚軸12と軌道輪13は相対的に傾動可能であるため、外方継手部材1とトリポード部材10とが作動角をとって回転トルクを伝達時に、脚軸12は軌道輪13に対して傾動し、その傾動によってローラ14がローラ案内面4に干渉するのを防止することができる。
【0036】
このため、ローラ14は平坦なローラ案内面4に沿って円滑に転がり移動し、スライド抵抗の減少を図ることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、脚軸に軌道輪を嵌合し、その軌道輪の外周に形成された軌道面とローラの内周に形成された軌道面間にボールを組込んでローラを回転自在に支持したことにより、外方継手部材とトリポード部材が作動角をとって回転トルクを伝達するトルク伝達時においてもローラを円滑に回転させることができる。したがって、ローラの移動時におけるスライド抵抗が小さく、振動および騒音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る等速自在継手の実施の形態を示す一部切欠正面図
【図2】図1に示す等速自在継手が作動角をとったときの状態を示す縦断側面図
【図3】図1に示す等速自在継手のローラの支持部を拡大して示す断面図
【図4】図1に示す等速自在継手のローラ支持部の他の例を示す断面図
【図5】この発明に係る等速自在継手の他の例を示す一部切欠正面図
【図6】(I)は、この発明に係る等速自在継手のさらに他の例を示す縦断側面図、(II)はローラ支持部の拡大断面図
【図7】(I)は、この発明に係る等速自在継手の他の例を示す縦断側面図、(II)はローラ支持部の拡大断面図
【図8】従来の等速自在継手を示す縦断側面図
【図9】等速自在継手を模式的に示す概略図
【符号の説明】
1 外方継手部材
3 トラック溝
4 ローラ案内面
4a、4b 傾斜面
10 トリポード部材
12 脚軸
13 軌道輪
13a 軌道面
13b 曲面
14 ローラ
14a 軌道面
14b 球面
14c 曲面
14d 円筒面
15 ボール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sliding tripod type constant velocity universal joint used when transmitting rotation of a drive shaft of an automobile to a drive wheel.
[0002]
[Prior art]
Generally, a fixed type constant velocity universal joint and a sliding type constant velocity universal joint are incorporated in a power transmission system that transmits the rotation of the engine to driving wheels.
[0003]
As a sliding type constant velocity universal joint, the one shown in FIG. 8 is conventionally known. This constant velocity universal joint is a tripod type constant velocity universal joint, and three
[0004]
Here, the
[0005]
The
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional constant velocity universal joint, when the
[0007]
Here, as schematically shown in FIG. 9, if the
[0008]
That is, considering the case where the outer
[0009]
An object of the present invention is to provide a tripod type constant velocity universal joint capable of smoothly rotating a roller that transmits rotational torque between an outer joint member and a tripod member and suppressing generation of vibration and noise. Is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, in the present invention, an outer joint member in which three track grooves in the axial direction are formed on the inner periphery and both sides of each track groove serve as roller guide surfaces, and a radial direction A tripod member having three leg shafts extending, a roller provided on each leg shaft, and a rolling element incorporated in each roller and rotatably supporting the roller around the leg shaft, by inserting each of the rollers to the outer joint member track groove of contact with the roller guide surface, contact between the roller guide surface roller when the transmission of torque outer joint member and the tripod member takes an operating angle ball in tripod constant velocity universal joint so as to transmit the rotational torque is reciprocated in an arc shape along the roller guide surfaces while rolling in mutual outer joint member and the tripod member, the rolling elements by The roller is provided with an arc-shaped raceway surface on which the ball rolls, and a race ring having a cross-sectional arc-like raceway surface on which the ball rolls is fitted on the leg shaft. The configuration was adopted.
[0011]
As described above, by supporting the roller rotatably by the ball, the problem of skew when the roller is supported by the needle roller is eliminated, and the roller can be rotated smoothly.
[0012]
For this reason, at the time of torque transmission in which the outer joint member and the tripod member take the operating angle and transmit the rotational torque, the sliding resistance of the roller moving along the roller guide surface is small, and the generation of vibration and noise is suppressed. Can do.
[0013]
Here, when the contact between the roller and the roller guide surface is a point contact that contacts at the approximate center in the roller width direction, or an angular contact that contacts at two points at both ends in the width direction of the roller, the roller guide surface and the roller Compared with the case where the outer joint member and the tripod member take a working angle, the resistance at the contact portion between the roller guide surface and the roller is small and the longitudinal direction applied to the roller is smaller than the case where the outer joint member and the tripod member are in contact with each other. The tilt moment of the can be reduced.
[0014]
For this reason, the roller can smoothly change its posture in the track groove, and can move the roller smoothly along the track groove.
[0015]
As a method of making point contact between the roller and the roller guide surface, the outer periphery of the roller is a spherical surface and the roller guide surface is a cylindrical surface having a radius of curvature larger than the radius of the spherical surface, or the roller guide surface is a flat surface and the roller A method of making the outer periphery of the spherical surface spherical can be adopted.
[0016]
Further, as a method of bringing the roller and the roller guide surface into contact with each other at two points, a method is adopted in which the roller guide surface is a Gothic arch formed by two inclined surfaces inclined in opposite directions, and the outer periphery of the roller is a spherical surface. be able to.
[0017]
If the roller guide surface is a flat surface and the outer periphery of the roller is a spherical surface, the roller will interfere with the roller guide surface during torque transmission in which the outer race member and tripod member take an operating angle and transmit rotational torque. Can be prevented.
[0018]
Here, the roller guide surface may be a flat surface, and the outer peripheral surface of the roller may be a cylindrical surface. In this case, on the inside of the raceway, the cross-sectional shape cut by a plane including the axis of the raceway is a curved surface with a convex arc shape, enabling the relative inclination of the leg shaft and the raceway, and the outer raceway. This prevents the roller guide surface and the roller from interfering with each other during torque transmission in which the member and the tripod member take an operating angle and transmit rotational torque.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the outer
[0020]
A
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The constant velocity universal joint shown in the embodiment has the above-described structure. When the operating angle between the outer
[0024]
As shown in FIG. 2, when the outer
[0025]
At this time, since the
[0026]
In this case, since the contact between the
[0027]
Further, when the
[0028]
In the embodiment shown in FIG. 3, the
[0029]
As shown in FIG. 5, when a retaining
[0030]
FIG. 6 shows another example of the constant velocity universal joint according to the present invention. In the example shown in FIGS. 6 (I) and (II), the
[0031]
Further, a retaining
[0032]
Also in the constant velocity universal joint in the above embodiment, the
[0033]
7 (I) and 7 (II), the
[0034]
Further, a retaining
[0035]
If formed as described above, the
[0036]
For this reason, the
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the raceway is fitted to the leg shaft, and the ball is assembled between the raceway surface formed on the outer periphery of the raceway and the raceway surface formed on the inner periphery of the roller. Since the outer joint member and the tripod member take an operating angle, the roller can be smoothly rotated even during torque transmission in which rotational torque is transmitted. Therefore, the slide resistance during the movement of the roller is small, and the generation of vibration and noise can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing an embodiment of a constant velocity universal joint according to the present invention. FIG. 2 is a longitudinal side view showing a state when the constant velocity universal joint shown in FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a roller support portion of the constant velocity universal joint shown in FIG. 1. FIG. 4 is a cross sectional view showing another example of the roller support portion of the constant velocity universal joint shown in FIG. A partially cutaway front view showing another example of the constant velocity universal joint according to the present invention. FIG. 6 (I) is a longitudinal side view showing still another example of the constant velocity universal joint according to the present invention. ) Is an enlarged cross-sectional view of the roller support portion. [FIG. 7] (I) is a longitudinal side view showing another example of the constant velocity universal joint according to the present invention. (II) is an enlarged cross-sectional view of the roller support portion. ] Vertical sectional side view showing a conventional constant velocity universal joint [Fig. 9] Schematic diagram schematically showing a constant velocity universal joint [Explanation of symbols]
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