JP4344630B2 - 等速ジョイント及びその組み付け方法 - Google Patents

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及びその組み付け方法に関する。

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を形成し、この内周面の一組の鍔部間に、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１６参照）。

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。

また、外輪に鍔部を有する分離形のころ軸受けに関する特許文献２には、前記キーストン法によって最後に１本のころを圧入することによりころに擦りきずがつき回転性能が阻害されることを防止するために、前記外輪の一方の鍔部の内周にころを案内する鍔高さを残して円弧状の凹形からなる切欠部を形成する技術的思想が開示されている。

前記特許文献２に開示された切欠部は、外輪と内輪との間に複数のころを組み付ける際、切欠部の両側に既に配列されている一対のころ間の最小間隔の外側の空間部に最後に１本のころを軸方向から挿入できる幅及び深さから構成されるとしている。

特開平１０−１８４７１７号公報 実公昭４７−３４４４３号公報

しかしながら、特許文献２に開示された技術的思想を等速ジョイントに適用して転動体をローラに組み付けた場合、ローラの一組の鍔部の間に保持された転動体が外輪の一方の鍔部に形成された切欠部を通じて該ローラの外部に飛び出すおそれがあり、等速ジョイントとしての回転トルク伝達機能が損なわれ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、切り欠き部からの転動体の飛び出しを阻止して、ローラ部材に対して転動体を簡便に装填することが可能な等速ジョイント及びその組み付け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、前記アウタ部材の開口する内空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材とを有するトリポート型の等速ジョイントにおいて、
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、
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する一組のフランジ部が所定間隔離間して形成され、
前記一組のフランジ部のいずれか一方のフランジ部の内周部には、水平面上において前記転動体の外周面と２点で接触する複合円弧形状からなり、前記水平面上における接触点間の距離が前記転動体の外径よりも小さく設定される切り欠き部が形成され、
１本を除いた全数の転動体が前記ローラ部材の内径部に沿って環状に並べられ、続いて、最後の１本の転動体を該ローラ部材の軸線方向から前記切り欠き部に対して挿入して隣接する転動体間の間隙に装填することにより、該内径部内から転動体の抜け止めがなされることを特徴とする。

本発明によれば、１本を除いた全数の転動体が半径内方向に突出する一組のフランジ部を介してローラ部材の内径部に沿って一連に環状に並べられ、続いて、最後の１本の転動体が、ローラ部材の軸線方向（縦方向）から、一方のフランジ部の内周部に形成され、水平面上において前記転動体の外周面と２点で接触する複合円弧形状からなる切り欠き部に対して挿入され、さらに、隣接する転動体間の間隙に装填することにより、該内径部内から転動体の抜け止めがなされる。

従って、本発明では、１本を除いた全数の転動体をローラ部材の内径部に並べた後、ローラ部材の内径部からの抜け止めがなされるように、切り欠き部に対して最後の１本の転動体を挿入するだけで、簡便に装填することができる。

なお、前記１本を除いた全数の転動体は、ローラ部材の内径部内に一括して装填され、又は、ローラ部材の内径部内に順次装填されるとよい。

さらに、最後の１本の転動体がローラ部材の軸線方向から切り欠き部に対して挿入された後、半径外方向の内径部の壁面側に所定間隔だけ移動するように設けることにより、隣接する転動体同士の周方向のクリアランスが形成され、前記クリアランスを介して転動体をキーストン状態に保持することができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、１本を除いた全数の転動体をローラ部材の内径部に並べた後、前記ローラ部材の内径部からの抜け止めがなされるように、前記転動体の外周面と水平面上において２点で接触する複合円弧形状からなる切り欠き部に対して最後の１本の転動体を挿入することにより、全数の転動体を簡便に装填することができる。

本発明に係る等速ジョイント及びその組み付け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組み付け方法が適用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にはリング状のスパイダ２４が外嵌され、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から下部の第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から上部の第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、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る。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。

前記第１フランジ部４２の内周部には切り欠き部４６が形成され、前記切り欠き部４６は、図４に示されるように、曲率が同一の第１円弧部４６ａと第２円弧部４６ｂとが組み合わされた複合円弧形状からなる。

従って、後述するように、最後の１本の転動体２８ａが圧入される際、前記転動体２８ａの外周面は、水平面上において、複合円弧形状からなる切り欠き部４６の第１及び第２円弧部４６ａ、４６ｂと２点（Ａ、Ｂ）で接触する。この場合、前記２点（Ａ、Ｂ）を直線で結んだＡ−Ｂ間の離間距離は、転動体２８ａの外径よりも小さくなるように設定されている。

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それぞれ突出する第１フランジ部４２及び第２フランジ部４４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。

先ず、等速ジョイント１０の組立作業について説明する。

図示しない治具等を用い、ローラ部材３０の内径部４０に対して横方向（水平方向）から最後の１本を除いた全数（所定数）の転動体２８を該ローラ部材３０の内径部４０内に一括して、あるいは順次装填する。この場合、最後の１本を除いた全数の転動体２８は、ローラ部材３０の内径部４０から半径内方向に突出し軸線方向に所定間隔離間する第１フランジ部４２と第２フランジ部４４との間で好適に保持される（図７参照）。

従って、最後の１本を除いた全数の転動体２８は、ローラ部材３０の内径部４０に沿って一連に環状に並べられる。なお、ローラ部材３０の内径部４０の壁面には、予め、潤滑材（グリース等）を塗っておくとよい。

続いて、最後の１本の転動体２８ａが、図７に示されるように、ローラ部材３０の軸線方向（縦方向）から、第１フランジ部４２の内周部に形成された切り欠き部４６に対して圧入され、さらに、既に一連に並べられた転動体２８、２８の両端部の間隙４８に挿入されて該内径部４０内からの転動体２８ａの抜け止めがなされる。

すなわち、図４に示されるように、最後の１本の転動体２８ａの外周面が、水平面上において、複合円弧形状からなる切り欠き部４６と２点（Ａ、Ｂ）で接触した状態で圧入され、さらに、ローラ部材３０の内径部４０に沿って並べられた一連の転動体２８の両端部の間隙４８内に、前記ローラ部材３０の内径部４０の軸線方向（縦方向）から挿入される。

なお、図５及び図６に示されるように、切り欠き部４６の形状を、水平面上において転動体２８ａの外径面に対応した円弧形状に設定し、円弧形状からなる切り欠き部４６の全面が転動体２８ａの外周面と接触した状態で圧入されるようにしてもよい。

この場合、最後の１本の転動体２８ａが切り欠き部４６に対して圧入されるのは、前記切り欠き部４６に対して挿入された場合と比較して、転動体２８ａの両端部の間隙４８内に挿入された後の飛び出しを防止してローラ部材３０の内径部４０からの抜脱を阻止するためである。前記間隙４８に沿って挿入された最後の１本の転動体２８ａの端部がローラ部材３０の第２フランジ部４４に当接することにより、その変位が規制される。

なお、前記内径部４０内に挿入された最後の１本の転動体２８ａは、半径外方向の内径部４０の壁面側に向かって微小間隔だけ移動するように設けられ（図４中の矢印参照）、前記半径外方向に向かって微小間隔だけ移動することにより、隣接する転動体２８の間で周方向に沿ったクリアランス（図示せず）を形成することができる。なお、この隣接する転動体２８同士間の周方向に沿ったクリアランスは、例えば、数μｍ〜数十μｍに設定されるとよい。

この場合、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は、キーストン状態に保持されてキーストン効果が発生することによって内径部４０からの分離・脱落が阻止される。

なお、本実施の形態において、「キーストン状態」とは、転動体２８がキーストン効果によってローラ部材３０の内径部４０から分離・離脱することを好適に阻止された状態、すなわち、キーストン効果が発生することが可能な状態でローラ部材３０の内径部４０内に組み込まれている状態をいう。

次に、等速ジョイント１０の動作について説明する。

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２６ａ〜２６ｃを通じて第２軸１４が所定方向に回転する。

すなわち、アウタカップ１２の回転力は、案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の摺動部２２ａ、２２ｂに面接触するローラ部材３０及び該ローラ部材３０の内径部４０内に保持された複数本の転動体２８を介して、トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）に伝達されることにより前記トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）に係合する第２軸１４が回転する。このようにして、回転トルクが第１軸から第２軸へと等速で伝達される。

次に、他の実施の形態に係る等速ジョイントの組み付け方法を図９〜図１１に示す。

図９及び図１０に示される他の実施の形態では、水平面上において、転動体２８ａの外周面と１点（Ｃ）で接触し且つ前記転動体２８ａの半径よりも大なる曲率半径からなる円弧形状の切り欠き部５０が形成されたローラ部材３０を有する点に特徴がある。

最後の１本の転動体２８ａを前記切り欠き部５０に対して圧入する際、転動体２８ａの外周面と前記切り欠き部５０とが１点（Ｃ）で接触すると共に、一連に並べられた両端部の転動体２８、２８と２点（Ｄ、Ｅ）で接触するように構成される。

さらに、図１１に示されるさらに他の実施の形態では、水平面上において、転動体２８ａの外周面と１点（Ｃ）で接触し且つ前記転動体２８ａの半径よりも大なる曲率半径からなる円弧形状の切り欠き部５０を有する点は前記と同一であるが、最後の１本の転動体２８ａの外周面が予めローラ部材３０に外嵌されたトラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の外周面と１点（Ｆ）で接触するように構成されている点で相違している。

このように、転動体２８ａの半径よりも大なる曲率半径からなる円弧形状の切り欠き部５０が形成されることにより、前記切り欠き部５０に対して圧入される際、最後の１本の転動体２８ａの外周面が前記切り欠き部５０と１点で接触するため接触面圧を抑制することができる利点がある。

なお、その他の作用効果は、前記と同一であるため、その詳細な説明を省略する。

次に、ローラ部材３０の第１フランジ部４２の内周部に形成される切り欠き部の変形例の部分拡大縦断面形状を図１２〜図１５に示す。

第１変形例に係る切り欠き部６０ａは、図１２に示されるように、所定角度傾斜する傾斜部を有するテーパ面６２に形成される。第２変形例に係る切り欠き部６０ｂは、図１３に示されるように、所定角度傾斜する傾斜部６４及びローラ部材３０の軸線と平行な直線部６６によって構成された第１複合面から形成される。第３変形例に係る切り欠き部６０ｃは、図１４に示されるように、所定の曲率半径を有する断面円弧状のＲ面６８によって形成される。第４変形例に係る切り欠き部６０ｄは、図１５に示されるように、所定の曲率半径を有する断面円弧状部７０及びローラ部材３０の軸線と平行な直線部７２とによって構成される第２複合面から形成される。

第１〜第４変形例に係る切り欠き部６０ａ〜６０ｄの形状とすることにより、前記切り欠き部６０ａ〜６０ｄに沿って転動体２８ａを圧入する際に該転動体２８ａとの接触面積を減少させて円滑に圧入することができる。

本発明の実施の形態に係る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。 ローラ部材の切り欠き部に対して最後の１本の転動体が圧入される状態を示す平面図である。 図３に示す転動体の部分拡大平面図である。 ローラ部材の切り欠き部に対して最後の１本の転動体が圧入される状態を示す平面図である。 図５に示す転動体の部分拡大平面図である。 ローラ部材の内径部に対して最後の１本を除いた全数の転動体が環状に並べられた後、最後の１本の転動体を前記ローラ部材の上方向から切り欠き部に対して圧入する前の状態を示す斜視図である。 ローラ部材の内径部に対して最後の１本の転動体が上方向から切り欠き部に沿って圧入された後の状態を示す斜視図である。 他の実施の形態に係る等速ジョイントの組み付け方法に関し、最後の１本の転動体が切り欠き部に対して圧入される際、前記切り欠き部と１点で接触すると共に隣接する他の転動体と２点で接触した状態を示す平面図である。 図９の部分拡大平面図である。 さらに他の実施の形態に係る等速ジョイントの組み付け方法に関し、最後の１本の転動体が切り欠き部に対して圧入される際、前記切り欠き部と１点で接触すると共にローラ部材が外嵌されたトラニオンの外周面と１点で接触した状態を示す平面図である。 テーパ状に形成された第１変形例に係る切り欠き部の部分拡大縦断面図である。 傾斜面部と直線部との複合面によって構成された第２変形例に係る切り欠き部の部分拡大縦断面図である。 Ｒ面によって形成された第３変形例に係る切り欠き部の部分拡大縦断面図である。 断面円弧状部と直線部との複合面によって構成された第４変形例に係る切り欠き部の部分拡大縦断面図である。 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 １２…アウタカップ
１６…インナ部材 １８ａ〜１８ｃ…案内溝
２６ａ〜２６ｃ…トラニオン ２８、２８ａ…転動体
３０…ローラ部材 ４０…内径部
４２、４４…フランジ部 ４６、５０、６０ａ〜６０ｄ…切り欠き部
４８…間隙

Claims (4)

1. 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、前記アウタ部材の開口する内空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材とを有するトリポート型の等速ジョイントにおいて、
   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、
   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する一組のフランジ部が所定間隔離間して形成され、
   前記一組のフランジ部のいずれか一方のフランジ部の内周部には、水平面上において前記転動体の外周面と２点で接触する複合円弧形状からなり、前記水平面上における接触点間の距離が前記転動体の外径よりも小さく設定される切り欠き部が形成され、
   １本を除いた全数の転動体が前記ローラ部材の内径部に沿って環状に並べられ、続いて、最後の１本の転動体が該ローラ部材の軸線方向から前記切り欠き部に対して挿入して隣接する転動体間の間隙に装填することにより、該内径部内から転動体の抜け止めがなされることを特徴とする等速ジョイント。
2. 請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
   最後の１本の転動体は、前記ローラ部材の軸線方向から前記切り欠き部に対して挿入された後、半径外方向の前記内径部の壁面側に所定間隔だけ移動するように設けられることを特徴とする等速ジョイント。
3. 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等速ジョイントの組み付け方法であって、
   １本を除いた全数の転動体が半径内方向に突出する一組のフランジ部を介して前記ローラ部材の内径部に沿って一連に環状に並べられ、続いて、一方のフランジ部の内周部に形成され、水平面上において前記転動体の外周面と２点で接触する複合円弧形状からなる切り欠き部に対して最後の１本の転動体を前記ローラ部材の軸線方向に沿って挿入し、隣接する転動体間の間隙に装填することにより、前記水平面上における転動体との接触点間の距離が、前記転動体の外径よりも小さく設定され、且つ、最後の１本の転動体は、該切り欠き部と２点で点接触した状態で挿入されると共に、該内径部内から転動体の抜け止めがなされることを特徴とする等速ジョイントの組み付け方法。
4. 請求項３記載の方法において、
   最後の１本の転動体は、前記ローラ部材の軸線方向から前記切り欠き部に対して挿入された後、半径外方向の前記内径部の壁面側に所定間隔だけ移動するように設けられることを特徴とする等速ジョイントの組み付け方法。

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