JP4253645B2

JP4253645B2 - 等速ジョイントの製造方法

Info

Publication number: JP4253645B2
Application number: JP2005126719A
Authority: JP
Inventors: 彰一中尾; 勉川勝; 雅紀小杉
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2025-04-25
Also published as: JP2006300290A

Description

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の製造方法に関する。

従来より、自動車の駆動力伝達部では、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結し回転力を各車軸へと伝達する等速ジョイントが用いられている。

この種の従来技術に係る等速ジョイントとして、特許文献１には、ローラ１の円筒内周面２の軸方向両端部に、転動体３（コロ、ニードル等）の抜けを防止する一組の鍔部（図示せず）を形成し、この円筒内周面２の一組の鍔部間に、全数よりも１個少ない複数の転動体３を環状に一連に並べ、この一連の転動体３の両端の２個の間にできた隙間の最小間隔ｄ２と転動体２の直径ｄ１との関係をｄ２＜ｄ１となるように設定すると共に、その差（ｄ１−ｄ２）を数μｍ〜数十μｍの締め代（圧入代）とし、前記隙間に最後の１個の転動体３ａをローラ１の円筒内周面２の半径外方向から圧入して、ローラ１の円筒内周面２に沿って複数の転動体３を一連に装着する技術的思想が開示されている（図８参照）。

このようにしてローラ１の円筒内周面２に沿って複数の転動体３を一連に並べる方法は、キーストン法と呼ばれ、ローラ１と転動体３とがばらけない組立体として一体化して同時に脚軸に組み付けることができるとしている。

特開平１０−１８４７１７号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された転動体の組み付け方法において、キーストン効果を発生させるためには、隙間内に圧入する最後の１本の転動体の圧入代を確保するために、ローラの内周側の内径公差と転動体の外径公差とを、それぞれできるだけ小さく設定する必要がある。

仮に、前記公差（内径公差及び外径公差）を大きく設定した場合、圧入代が零となって圧入とはならない場合や、またこれとは反対に圧入代が大きくなりすぎて圧入できない場合、あるいは圧入できたとしても転動体が変形する場合がある。

また、前記公差を小さく設定しようとすると、ローラの内周面等における加工の困難さを伴い、製造コストが高騰するという問題がある。

さらに、前記隙間に対して最後の１本の転動体を圧入するために、ローラユニットの組立の困難性を伴い、組立コストが増大するという問題がある。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、ローラ部材の内径面に対して複数の転動体がキーストン効果によって保持されることを確保しながら、転動体の外径公差及びローラ部材の内径公差に影響されることがなく、ローラ部材に対する転動体の組立作業性を向上させて製造コストをより一層低減することが可能な等速ジョイントの製造方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内溝が内周面に設けられ一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記案内溝に向かって膨出する複数のトラニオンと、前記案内溝に接触し前記トラニオンに外嵌されるリング状のローラ部材と、前記トラニオンと前記ローラ部材との間に転動自在に介装される複数の転動体とを備えるトリポート型の等速ジョイントの製造方法において、
前記ローラ部材の内径部の軸線方向に沿った両端部には、半径内方向に向かって突出し前記転動体を保持する第１及び第２フランジ部が形成され、
１以上の転動体が前記ローラ部材の内径部に沿って並べられ、続いて、前記１以上の転動体を除いた全数の転動体を環状体に沿って環状に保持し、前記環状体の一方の端部と他方の端部とをそれぞれ分離させて拡開させることにより、前記１以上の転動体を除いた全数の転動体をそれぞれ前記ローラ部材の内径部に沿って保持させることを特徴とする。

本発明によれば、先ず、１以上の所定数（例えば、４本）の転動体をローラ部材の内径部に沿って並べた後、前記４本の転動体を除いた全数の転動体をローラ部材の内径部内に環状に配置する。続いて、環状体の始点と終点との連結点に設けられた一方の端部と他方の端部とを相互に離間する方向に変位させ、環状体を拡開させる。

従って、前記環状体に保持された前記４本を除いた全数の転動体は、ローラ部材の内径部に沿って押し付けられ、前記４本を含む全数の転動体が内径部内に円滑に保持される。

この場合、前記４本の転動体を含む全数の転動体がローラ部材の内径部に沿って並べられたとき、隣接する転動体の周方向に沿った間には、不均一な周方向クリアランスが設けられるとよい。この結果、前記４本の転動体を含む全数の転動体は、隣接する転動体間で周方向クリアランスを有した状態でローラ部材の内径部に沿って環状に並べられ、キーストン効果が発生可能な状態に配置される。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、転動体の外径公差及びローラ部材の内径部の内径公差の管理が従来技術と比較して緩やかになり、加工作業が容易となると共に、その転動体の組立作業（ローラ部材の内径部内への挿入）も容易となり、加工コスト及び組立コストを低減させて全体の製造コストを削減することができる。

本発明に係る等速ジョイントの製造方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの製造方法によって製造されたトリポート型の等速ジョイントを示し、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１４の一端部に固着されてアウタカップ１２の孔部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。

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１２０度の間隔をおいて３本の案内溝１８ａ〜１８ｃが形成される（但し、案内溝１８ｂ、１８ｃは図示するのを省略している）。前記案内溝１８ａ〜１８ｃは、断面が曲線状に形成された天井部２０と、前記天井部２０の両側に相互に対向し断面円弧状に形成された摺動部２２ａ、２２ｂとから構成される。

第２軸１４にはリング状部分を含むスパイダ２４が連結され、前記スパイダ２４の外周面には、それぞれ案内溝１８ａ〜１８ｃに向かって膨出し軸心の回りに１２０度の間隔をおいて３本のトラニオン２６ａ〜２６ｃが一体的に形成される（但し、トラニオン２６ｂ、２６ｃは、図示するのを省略している）。

前記トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の外周部には、複数本の転動体２８を介してリング状のローラ部材３０が外嵌される。なお、転動体２８は、例えば、ニードル、ころ等を含む転がり軸受けであればよい。

前記ローラ部材３０の外周面は、図２に示されるように、摺動部２２ａ、２２ｂに面接触するように前記摺動部２２ａ、２２ｂの断面形状に対応して形成された円弧状面部３２と、前記円弧状面部３２から第１面３４に連続する第１環状傾斜面部３６ａと、前記円弧状面部３２から第２面３８に連続する第２環状傾斜面部３６ｂとから構成される。

また、ローラ部材３０の内周には、一定の直径からなり、転動体２８の転動面として機能する内径部４０が形成される。前記内径部４０の上部（一方の端部）には、半径内方向に所定長だけ突出して形成された環状の第１フランジ部４２が一体的に設けられ、一方、前記第１フランジ部４２と反対側の内径部４０の下部（他方の端部）には、半径内方向に所定長だけ突出して形成された環状の第２フランジ部４４が一体的に設けられる。従って、ローラ部材３０の内径部４０内に装着された転動体２８は、前記第１フランジ部４２と第２フランジ部４４とによって上下方向から保持される。

なお、前記第１フランジ部４２及び第２フランジ部４４は、図１及び図２に示されるようにローラ部材３０に一体的に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、ローラ部材３０の内径部４０に形成された環状溝（図示せず）を介して装着される図示しないワッシャ等の保持機構を用いて転動体２８を上下方向から保持するように構成するとよい。この場合、前記ワッシャは、上下方向の一方のみ、あるいはその両方で用いられるとよい。

ローラ部材３０の内径部４０と第１フランジ部４２及び第２フランジ部４４との境界部分には、図２に示されるように、前記内径部４０の壁面に対して潤滑材（グリース）が塗布されたときに、油溜まり部として機能する環状溝部４６ａ、４６ｂが形成される。

前記ローラ部材３０の内径部４０には、複数本の転動体２８が周方向に沿って略平行に並設され、前記転動体２８は、後述するように、内径部４０の両端部に半径内方向に向かって突出する第１フランジ部４２と第２フランジ部４４とによって該内径部４０から分離・脱落しないように保持される。なお、ローラ部材３０の内径部４０に沿って装填される複数の転動体２８は、それぞれ略同一の直径を有し、略同一形状に形成されているものとする。また、トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、外径が一定の円柱状に形成される。

本実施の形態に係る等速ジョイントの製造方法によって製造された等速ジョイント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、等速ジョイント１０の組立方法（ローラ部材３０の内径部４０に対する複数の転動体２８の組み付け方法）について説明する。

先ず、図３に示されるように、ローラ部材３０の内径部４０内に、所定数（１本以上であればよく、好適には２以上の複数本であればよい）、例えば、４本の転動体２８ａ〜２８ｄを前記内径部４０の壁面に沿って一連に装填する（隣接する転動体２８ａ〜２８ｄとの間に周方向の間隙があってもよい）。この場合、例えば、単一のカム溝（図示せず）と前記カム溝に連続する断面円弧状の押圧面（図示せず）とを有し図示しない回転駆動機構を介して所定方向に回転自在に設けられたカム（図示せず）と、転動体２８ａ〜２８ｄの装填状況に対応してローラ部材３０を所定角度ずつ回転させる図示しない回動機構とを備える転動体装填装置を用いるとよい。

図示しない複数のシューターを介して搬送された４本の転動体２８ａ〜２８ｄが図示しないカムのカム溝に一本ずつ挿入され、続いて、前記カムが所定方向に回転することにより前記カム溝に連続する図示しない押圧面によって前記４本の転動体２８ａ〜２８ｄが一本ずつ連続して半径外方向に押圧されてローラ部材３０の内径部４０に沿って一連に装填される。

カムの押圧面によって半径外方向に順次押圧される際、各転動体２８ａ〜２８ｄは、ローラ部材３０が載置される図示しないステージ上に形成された案内溝（図示せず）のガイド作用によって円滑に半径外方向に沿って変位する。

なお、ローラ部材３０の内径部４０の壁面には、予め、潤滑剤（例えば、グリース等）が塗布されており、ローラ部材３０の内径部４０内に押圧された転動体２８ａ〜２８ｄは、前記潤滑剤によって内径部４０に係止される。

前記４本の転動体２８ａ〜２８ｄがローラ部材３０の内径部４０に沿って一連に装填された後、前記４本の転動体２８ａ〜２８ｄを除いた全数の転動体２８が、断面円形状の治具４８の外周面を周回する帯状の環状体５０によって環状に配置された状態で保持され、前記環状体５０と一体的に前記治具４８を変位させることにより、４本を除いた残りの転動体２８が環状に保持された状態を維持したままローラ部材３０の内径部４０内の下部側に近接した位置に静止させる（図４参照）。

この場合、前記４本を除いた全数の転動体２８を、環状体５０の側周面に塗布された図示しない潤滑剤によって保持してもよいし、あるいは、図示しない他の機械的又は物理的な保持手段によって保持してもよい。例えば、図示しない電磁石（磁石）の磁力によって保持する等の方法がある。また、前記治具４８は、ＸＹＺ軸を含む多軸に沿って変位する図示しないロボットに連結されて変位自在に設けられているものとする。

前記４本の転動体２８ａ〜２８ｄがローラ部材３０の内径部４０に沿って一連に装填されると共に、前記４本の転動体２８ａ〜２８ｄを除いた全数の転動体２８が環状に配置された状態において、図示しないチャック等の把持機構を用いて、環状体５０の始点と終点との連結点に設けられた一対の屈曲端部５２ａ、５２ｂを相互に離間する方向（矢印Ａ１及び矢印Ａ２方向）に変位させ、環状体５０を拡開させる（図５参照）。

なお、一対の屈曲端部５２ａ、５２ｂを起点として環状体５０を拡開させる作用は、予め一対の屈曲端部５２ａ、５２ｂが接触するように図示しない把持機構を用いて把持状態としておき、前記把持状態を解除することにより環状体５０自体が保有するばね力によって一対の屈曲端部５２ａ、５２ｂを相互に離間する方向に沿って拡開させるようにしてもよい。

従って、前記環状体５０に保持された前記４本を除いた全数の転動体２８は、図５に示されるように環状体５０が一対の屈曲端部５２ａ、５２ｂから拡開することにより、前記４本以外でまだ保持されていない転動体２８がローラ部材３０の内径部４０に沿って押し付けられ、前記４本を含む全数の転動体２８が内径部４０内に保持される。

この場合、環状体５０の拡開作用下に、屈曲端部５２ａ、５２ｂが設けられた位置から約１８０度回転したローラ部材３０の内径部４０の下部から順に周方向上側に沿って転動体２８が順に押し付けられ、最後に、予め保持されていた４本の転動体２８ａ〜２８ｄの両端側に転動体２８がそれぞれ保持される（図５中の二点鎖線参照）。

なお、前記４本の転動体２８ａ〜２８ｄを含む全数の転動体２８がローラ部材３０の内径部４０に沿って装填された後、隣接する転動体２８、２８ａ〜２８ｄ間には、図６に示されるように、周方向クリアランスＣが発生すると共に、前記周方向クリアランスＣは、それぞれ、アトランダムで不均一に形成される。

また、前記４本の転動体２８ａ〜２８ｄを含む複数の転動体２８は、隣接する転動体間で周方向クリアランスＣを有した状態でローラ部材３０の内径部４０に沿って環状に並べられ、キーストン効果が発生可能な状態に配置される（図６参照）。

このようにしてローラ部材３０の内径部４０内に装填された全数の転動体２８、２８ａ〜２８ｄは、第１フランジ部４２と第２フランジ部４４との間で上下方向に好適に保持されると共に、キーストン効果が発生することによってローラ部材３０の内径部４０からの分離・脱落が阻止される。

なお、図７に示されるように、前記キーストン効果によって全数の転動体２８、２８ａ〜２８ｄが周方向に沿って一連に保持された場合、転動体２８、２８ａ〜２８ｄの外周面とローラ部材３０の内径部４０の内壁との間には、径方向のクリアランスＨが形成される。また、図７において、一点鎖線Ｋは、隣接する転動体２８、２８ａ〜２８ｄ同士の各接触点を結んだ仮想円を示す。

このようにしてローラ部材３０の内径部４０から複数の転動体２８、２８ａ〜２８ｄの分離・脱落が阻止されたローラ組立体が構成された後、前記ローラ組立体は、トラニオン２６ａ〜２６ｃの軸線方向に沿って挿入されてスパイダ２４に組み付けられる。さらに、図１に示されるように、ローラ組立体を含むスパイダ２４がアウタカップ１２の孔部内に挿入されて、該ローラ組立体がアウタカップ１２の内壁面に形成された３本の案内溝１８ａ〜１８ｃに沿って摺動自在に組み付けられる。

なお、前記組立方法によって組み付けられたローラ部材３０は、スパイダ２４のトラニオン２６ａ〜２６ｃに装着された後、アウタカップ１２の案内溝１８ａ〜１８ｃに沿って組み付けられる。

特許文献１に開示された従来技術に係る転動体３の組立方法では、隙間に最後の１個の転動体３ａをローラ１の円筒内周面２の半径外方向から圧入して、ローラ１の円筒内周面２に沿って複数の転動体３を一連に装着する方法が採用されている。従って、キーストン効果を発生させるためには、隙間内に圧入する最後の１本の転動体３ａの圧入代を確保するために、ローラ１の内周側の内径公差と転動体３の外径公差とを、それぞれできるだけ小さく設定する必要がある。

これに対して、本実施の形態では、所定数の転動体２８ａ〜２８ｄを予めローラ部材３０の内径部４０に保持した後、治具４８に並設された所定数を除く全数の転動体２８をローラ部材３０の内径部４０に対して環状体５０の拡開作用下にローラ部材３０の内径部４０に対して押圧しているため、前記転動体２８の外径公差及びローラ部材３０の内径公差に影響されることがなく、ローラ部材３０に対する転動体２８の組立作業性を向上させ、製造コストをより一層低減することができる。

換言すると、従来技術ではキーストン効果を発生させるために、隙間に対して最後の１個の転動体３ａをローラ１の円筒内周面２の半径外方向から圧入するために、公差（内径公差及び外径公差）をできるだけ小さく設定しなければならないのに対し、本実施の形態では、一対の屈曲端部５２ａ、５２ｂを起点とする環状体５０の拡開作用下に、所定数を除いた全数の転動体２８をローラ部材３０の内径部４０の下部側から円周方向に沿って順次挿入することによりキーストン効果を発生させることが可能なキーストン状態としているため、最後の１本の転動体２８を圧入することが不要となるからである。

従って、本実施の形態では、転動体２８の外径公差及びローラ部材３０の内径部４０の内径公差の管理が従来技術と比較して緩やかになり、加工作業が容易となると共に、その転動体２８の組立作業（ローラ部材３０の内径部４０内への挿入）も容易となる。

この結果、本実施の形態では、転動体２８の外径公差及びローラ部材３０の内径部４０の内径公差の設定が、隣接する転動体２８間の円周方向のクリアランスが零よりも大きくなるように設定すればよい。

なぜならば、全数の転動体２８をローラ部材３０の内径部４０に装着した際、隣接する転動体２８間に円周方向のクリアランスを設けておかないと該転動体２８が回転不能となり転動体２８としての機能が発揮できなくなるからである。

さらに、このような転動体２８の組み付け方法は、駆動力伝達機構として機能する等速ジョイント１０に限定されるものではなく、駆動力を伝達する機能を有しない軸受機構であるベアリング等にも好適に適用されることは勿論である。

本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの製造方法によって製造された等速ジョイントの軸線と直交する方向に沿った部分拡大縦断面図である。図１に示す等速ジョイントを構成するローラ部材の縦断面図である。ローラ部材の内径部に沿って４本の転動体が配置された状態を示す横断面図である。断面円形状の治具によって前記４本の転動体を除いた全数の転動体が環状に保持されてローラ部材の内径部内に配置された状態を示す横断面図である。環状体の一方の屈曲端部と他方の屈曲端部とが分離して拡開する状態を示す横断面図である。４本の転動体を含む全数の転動体が円周方向のクリアランスＣを有しながらローラ部材の内径部内に装填された状態を示す横断面図である。ローラ部材の内径部内に装填された複数の転動体が前記内径部の内壁との間で径方向クリアランスＨを有しながらキーストン効果を発揮した状態を示す横断面図である。従来技術に係る等速ジョイントにおいて、ローラの円筒内周面への転動体の圧入方法を示す横断面図である。

符号の説明

１０…等速ジョイント１６…インナ部材
１８ａ〜１８ｃ…案内溝２６ａ〜２６ｃ…トラニオン
２８、２８ａ〜２８ｄ…転動体３０…ローラ部材
４０…内径部４２、４４…フランジ部
４８…治具５０…環状体
５２ａ、５２ｂ…屈曲端部

Claims

所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内溝が内周面に設けられ一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記案内溝に向かって膨出する複数のトラニオンと、前記案内溝に接触し前記トラニオンに外嵌されるリング状のローラ部材と、前記トラニオンと前記ローラ部材との間に転動自在に介装される複数の転動体とを備えるトリポート型の等速ジョイントの製造方法において、
前記ローラ部材の内径部の軸線方向に沿った両端部には、半径内方向に向かって突出し前記転動体を保持する第１及び第２フランジ部が形成され、
１以上の転動体が前記ローラ部材の内径部に沿って並べられ、続いて、前記１以上の転動体を除いた全数の転動体を環状体に沿って環状に保持し、前記環状体の一方の端部と他方の端部とをそれぞれ分離させて拡開させることにより、前記１以上の転動体を除いた全数の転動体をそれぞれ前記ローラ部材の内径部に沿って保持させることを特徴とする等速ジョイントの製造方法。
請求項１記載の製造方法において、
前記１以上の転動体を含む全数の転動体がローラ部材の内径部に沿って並べられたとき、隣接する転動体の周方向に沿った間には、不均一な周方向クリアランスを有することを特徴とする等速ジョイントの製造方法。