JP5312169B2 - トリポート型等速ジョイント - Google Patents

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本発明は、アウタ部材の内壁に形成されたトラック溝に対し、インナ部材のトラニオンに装着されたローラ部材が摺動自在に係合するトリポート型等速ジョイントに関する。
周知のように、トリポート型等速ジョイントは、一端部に軸部が突出形成された有底円筒形状のカップ状部を有するアウタ部材と、このアウタ部材に挿入される駆動力伝達軸の先端部に位置決め固定されたインナ部材とを有する。ここで、前記駆動力伝達軸の側周壁にはスプラインが設けられるとともに、前記インナ部材には、内壁にスプライン(歯部)が設けられた貫通孔が形成される。この貫通孔に駆動力伝達軸の先端部が通される際、前記スプライン同士が噛合されることにより、駆動力伝達軸とインナ部材が連結される。
駆動力伝達軸の先端部の側壁には、環状溝が形成されている。貫通孔から露呈したこの環状溝に対して略C字形状のクリップが係合され、これにより、インナ部材の駆動力伝達軸からの抜け止めがなされる(例えば、特許文献1参照)。
なお、特許文献2には、抜け止めに関し、バーフィールド型等速ジョイントと同様に、インナ部材の内壁、及び駆動力伝達軸の側壁の双方に環状溝をそれぞれ設け、これらの環状溝に対してクリップを係合することも提案されている。
また、アウタ部材の前記カップ状部の内壁には、複数本(一般的には3本)のトラック溝が形成され、一方、インナ部材は、リング形状をなす円環状部の側壁に突出形成されたトラニオンを有する。
各トラニオンは、前記トラック溝に指向して延在する。また、各トラニオンには、ニードルベアリング等の転動部材を介してローラ部材が回転自在にそれぞれ係合され、これらローラ部材が前記トラック溝に対して摺動自在に挿入される。
以上のように構成されるトリポート型等速ジョイントは、一般的には、作業者による手作業で組み立てられる。すなわち、作業者は、動力伝達軸の先端に形成されたスプラインに対してインナ部材のスプラインを噛合させる。その後、各トラニオンに対し、内壁に転動部材が保持されたローラ部材を通し、さらに、ローラ部材をアウタ部材のトラック溝に挿入している。
このように、作業者が手作業でトリポート型等速ジョイントを組み立てることは煩雑であり、また、作業効率に優れているとは言い難い。そこで、各トラニオンにローラ部材が装着されたインナ部材を予めカップ状部に挿入しておき、次に、このインナ部材の貫通孔に駆動力伝達軸を通すことが想起される。
そのためには、特許文献1に記載されるようにインナ部材の貫通孔から露呈した駆動力伝達軸の環状溝にクリップを係合するにせよ、特許文献2に記載されるようにインナ部材の貫通孔の内壁の環状溝と駆動力伝達軸の環状溝の双方にクリップを係合するにせよ、該クリップを収縮させてインナ部材の貫通孔に通す必要がある。収縮させない場合、クリップが貫通孔を通過しないからである。
バーフィールド型等速ジョイントを組み立てる際には、シュリンカーと呼称される装置がクリップを収縮させるが、トリポート型等速ジョイントの場合、トラック溝が長尺であるので、シュリンカーがトラック溝の奥部に到達することができない。このため、クリップを自動的に収縮させることは極めて困難である。
以上のように、従来技術に係るトリポート型等速ジョイントの構成には、該トリポート型等速ジョイントを機械によって自動的に組み立てることが困難であるという不具合が顕在化している。
特許第2692030号公報(特に、段落[0022]及び図8参照) 特許第3626127号公報(特に、段落[0038]及び図12参照)
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、駆動力伝達軸をインナ部材の貫通孔に通す際にクリップ等の係合部材を確実に収縮させることが可能であり、このために機械による自動的な組み立てに適したトリポート型等速ジョイント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、内壁にトラック溝が形成されたアウタ部材と、貫通孔の内壁に形成された歯部が駆動力伝達軸の歯部に噛合されるとともに、前記トラック溝に指向して延在するトラニオンが側壁に突出形成されたインナ部材とを有するトリポート型等速ジョイントにおいて、
前記インナ部材の前記貫通孔は、開口から内部になるにつれてテーパ状に縮径するテーパ状縮径部を有し、
前記駆動力伝達軸の歯部に第1環状溝が形成されるとともに、前記貫通孔の、前記駆動力伝達軸が挿入される開口から該駆動力伝達軸が突出する他方の開口に向かう途中で歯部に第2環状溝が形成され、
1個の係合部材が前記第1環状溝及び前記第2環状溝の双方に係合することにより、前記インナ部材の前記動力伝達軸からの抜け止めがなされ、
前記貫通孔の前記テーパ状縮径部は、前記駆動力伝達軸が該貫通孔に通される際、前記駆動力伝達軸の前記第1環状溝に係合された前記係合部材が前記第1環状溝の底面に向かって収縮されるように案内することを特徴とする。
このような構成においては、テーパ状縮径部の存在によって係合部材が自動的に収縮され、この状態で、該係合部材ごと駆動力伝達軸がインナ部材の貫通孔に通される。すなわち、上記のように構成したことにより、係合部材を容易に収縮させることが可能となる。
従って、本発明によれば、組み立て装置等を用い、アウタ部材に予め収容されたインナ部材に対して駆動力伝達軸を機械的に連結することができる。このため、煩雑な手作業の工程数が低減するとともに、トリポート型等速ジョイントを効率よく組み立てることができるようになる。
なお、前記係合部材の好適な例としては、C字形状をなし弾性を示すクリップが挙げられる。この種のクリップは、駆動力伝達軸がインナ部材の貫通孔に通される際に前記第1環状溝と第2環状溝の位置が合致すると、その弾性によって元の形状に戻ろうとする。すなわち、伸張する。この伸張により、クリップを第1環状溝と第2環状溝の双方に容易に係合させることができる。
本発明によれば、インナ部材の貫通孔の開口にテーパ状縮径部を設け、このテーパ状縮径部によって、駆動力伝達軸の第1環状溝に係合された係合部材を自動的に収縮させるようにしている。このため、駆動力伝達軸を係合部材ごと貫通孔に容易に通すことができるので、組み立て装置などで機械的且つ自動的にトリポート型等速ジョイントを容易に組み立てることができるようになるという効果が得られる。
本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイントの要部分解斜視図である。 図1のII−II線矢視断面図である。 図1のトリポート型等速ジョイントを構成する係合部材(クリップ)の概略全体正面図である。 駆動力伝達軸の第1環状溝に対して前記係合部材を係合した後、前記駆動力伝達軸をインナ部材の貫通孔に通す状態を説明する要部縦断面説明図である。 前記駆動力伝達軸をインナ部材の貫通孔に通し始めた状態を説明する要部縦断面説明図である。 前記駆動力伝達軸をインナ部材の貫通孔に通している途中の状態を説明する要部縦断面説明図である。 前記係合部材が、前記第1環状溝と、インナ部材の貫通孔の内壁に形成された第2環状溝とに係合された状態を示す要部縦断面説明図である。
以下、本発明に係るトリポート型等速ジョイントにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイント10の要部分解斜視図であり、図2は、図1のII−II線矢視断面図(側面断面図)である。このトリポート型等速ジョイント10は、アウタ部材12と、駆動力伝達軸14に連結されたインナ部材16とを備える。なお、図1においては、便宜上、アウタ部材12の外方で駆動力伝達軸14とインナ部材16が連結した状態を示しているが、実際には、アウタ部材12のカップ状部18の内部で駆動力伝達軸14がインナ部材16に連結される(後述)。
先ず、アウタ部材12は、有底円筒形状の前記カップ状部18と、該カップ状部18の一端部に突出形成された軸部20とを有する。この軸部20は、例えば、図示しないミッションの回転軸に連結され、その回転駆動力を、カップ状部18及びインナ部材16を介して駆動力伝達軸14に伝達する。
カップ状部18の内壁には、互いに120°の間隔で離間する3本のトラック溝22a〜22cが形成されている。図2から諒解されるように、この場合、各トラック溝22a〜22cは、カップ状部18の内壁の底面まで延在する。
一方、インナ部材16は、図1に示すように、円盤形状体に貫通孔24が形成されることでリング形状をなす円環状部26と、該円環状部26の側壁に突出形成された3本のトラニオン28a〜28cとを有する。なお、前記貫通孔24は、カップ状部18及び駆動力伝達軸14の延在方向に沿う方向に延在するように形成される。この貫通孔24の内壁には、該貫通孔24の軸線方向に沿って延在するスプライン30(歯部)が設けられる。
貫通孔24には、その開口(円環状部26の端面)から内部に向かうにつれてテーパ状に縮径するテーパ状縮径部32が形成される。このテーパ状縮径部32は、後述するように、シュリンカーとしての役割を果たす。なお、本実施の形態において、テーパ状縮径部32の面取り角度θ(図2参照)は、約30°に設定されている。
トラニオン28a〜28cは、その高さ方向略中腹部が若干膨出した円柱体形状をなす。トラニオン28a〜28c中の隣接するもの同士は互いに120°の等間隔で離間しており、従って、トラニオン28a〜28cの位相は、トラック溝22a〜22cの位相と一致する。そして、トラニオン28a〜28cの各々は、トラック溝22a〜22cに向かって延在する。
トラニオン28a〜28cには、それぞれ、ローラ部材34a〜34cが装着される。これらローラ部材34a〜34cとトラニオン28a〜28cとの間には、複数本のニードルベアリング36等の転動体が介在される。このため、ローラ部材34a〜34cは、その中心を回転中心として、トラニオン28a〜28cに対して回転自在である。
なお、ローラ部材34a〜34cには、その直径方向内方に向かって突出する1組のフランジ部38a、38bが形成されている。全てのニードルベアリング36は、これらフランジ部38a、38bに挟持されることによってローラ部材34a〜34cに保持される。
駆動力伝達軸14は、アウタ部材12を介して伝達された前記ミッションの回転駆動力を、バーフィールド型等速ジョイント(図示せず)を介してハブ(図示せず)に伝達するための中継軸である。すなわち、該駆動力伝達軸14の一端部はカップ状部18に挿入されて前記インナ部材16の貫通孔24に通され、他端部は、バーフィールド型等速ジョイントのアウタ部材の軸部に連結される。
図2に示すように、駆動力伝達軸14の一端部にもスプライン40(歯部)が形成される。このスプライン40は、駆動力伝達軸14の一端部がインナ部材16の貫通孔24に通される際、該貫通孔24の内壁に形成されたスプライン30に噛合する。
ここで、図2から諒解されるように、駆動力伝達軸14におけるスプライン40が形成された一端部には、該スプライン40に直交するように第1環状溝42が形成される。その一方で、インナ部材16の貫通孔24の内壁にも、スプライン30に直交するように第2環状溝44が形成される。そして、これら第1環状溝42及び第2環状溝44の双方に、図3に示す略C字形状のクリップ46(係合部材)が係合され、これにより、インナ部材16の駆動力伝達軸14からの抜け止めがなされる。
クリップ46が第2環状溝44に係合されていないとき、該クリップ46の内径Dは、駆動力伝達軸14の中心から第1環状溝42の底面に至る距離に比して大きくなる。このため、クリップ46が第1環状溝42のみに係合された場合、該クリップ46の内壁と第1環状溝42の底面との間にはクリアランスが生じる。換言すれば、クリップ46は、遊びが生じた状態で第1環状溝42に係合される。
本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイント10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
このトリポート型等速ジョイント10は、以下のようにして組み立てられる。
はじめに、ローラ部材34a〜34cにおける1組のフランジ部38a、38bの間に所定数のニードルベアリング36が挟持される。これらローラ部材34a〜34cが、トラニオン28a〜28cに装着される。
次に、トラニオン28a〜28cにローラ部材34a〜34cが装着されたインナ部材16を、アウタ部材12のカップ状部18の内部に収容する。すなわち、ローラ部材34a〜34cの各々をトラック溝22a〜22cに挿入する。ローラ部材34a〜34cは、カップ状部18の底面側の終点まで移動させておくことが好ましい(図2参照)。
その一方で、図4に示すように、駆動力伝達軸14の第1環状溝42にクリップ46を装着する。上記したように、この場合、クリップ46は、遊びが生じた状態で第1環状溝42に係合される。
次に、駆動力伝達軸14の一端部をインナ部材16の貫通孔24に通すべく、該一端部をカップ状部18の内部に挿入する。なお、図4においてはカップ状部18やローラ部材34a等を省略しており、以下においても同様である。
駆動力伝達軸14の一端部の若干量がインナ部材16の貫通孔24に挿入されると、クリップ46が、貫通孔24の開口に形成されたテーパ状縮径部32に当接する。この当接に伴い、クリップ46部材が第1環状溝42の底面側に指向して押圧される。
駆動力伝達軸14の挿入をさらに続行すると、スプライン30、40同士が噛合する。同時に、図5に示すように、クリップ46がテーパ状縮径部32の縮径に倣って、第1環状溝42の底面側に向かって圧縮されて縮径する。このことから諒解されるように、テーパ状縮径部32は、クリップ46を縮径しながら貫通孔24の内部に案内する案内部として機能する。
駆動力伝達軸14がさらに挿入されると、図6に示すように、クリップ46が一層縮径され、その外径が、貫通孔24の等径部の直径と略同等となる。この時点においても、縮径したクリップ46によって駆動力伝達軸14が堰止されることはない。換言すれば、縮径したクリップ46が駆動力伝達軸14の挿入を妨げることはない。
駆動力伝達軸14が一層挿入されると、図7に示すように、第1環状溝42と第2環状溝44の位置が合致する。この際、クリップ46は、自身の弾性作用によって元の形状に戻ろうとする。その結果、クリップ46が第1環状溝42と第2環状溝44の双方に同時に係合する。この係合によってインナ部材16の駆動力伝達軸14からの抜け止めがなされ、図2に示す状態のトリポート型等速ジョイント10が構成されるに至る。
このように、本実施の形態によれば、アウタ部材12のカップ状部18に予め収容されたインナ部材16に対して駆動力伝達軸14を連結することができる。上記したように、インナ部材16の貫通孔24の開口に形成されたテーパ状縮径部32が、クリップ46を縮径するためのシュリンカーとして機能するからである。
この連結作業は、組み立て装置によって自動的に実施することが可能である。クリップ46がテーパ状縮径部32によって自動的に縮径し、このためにインナ部材16の貫通孔24を容易に通過するからである。すなわち、トリポート型等速ジョイント10を上記のように構成したことにより、作業者による手作業ではなく、組み立て装置による自動的な組み立てが可能となる。
このため、煩雑な手作業の工程数が低減する。しかも、組み立て装置によれば、駆動力伝達軸14をカップ状部18に挿入してインナ部材16に連結させるまでの時間が短縮されるので、組み立て作業効率が向上する。すなわち、トリポート型等速ジョイント10の生産効率が上昇するという利点が得られる。
ここで、場合によっては、クリップ46が第2環状溝44に係合されず、駆動力伝達軸14の先端面がカップ状部18の底面に当接することがある。このような状態では、前記ミッションの回転駆動力が駆動力伝達軸14に適切に伝達されないので、クリップ46が第2環状溝44に係合されることで駆動力伝達軸14が位置決めされたことを作業者が認識し得る必要がある。
本実施の形態においては、上記したように、ローラ部材34a〜34c、ひいてはインナ部材16をカップ状部18の底面側の終点まで挿入している。このため、インナ部材16の位置は一定である。
この状態で、インナ部材16の貫通孔24に対して駆動力伝達軸14の一端部が通される。従って、クリップ46が第1環状溝42及び第2環状溝44の双方に係合することに伴って駆動力伝達軸14が位置決めされたとき、同一のトリポート型等速ジョイント10であれば、駆動力伝達軸14は、略一定の位置で停止する。換言すれば、複数個のトリポート型等速ジョイント10を組み立てた場合、カップ状部18に対する駆動力伝達軸14の挿入量は互いに略同一である。
これに対し、クリップ46が第2環状溝44に係合されず、駆動力伝達軸14の先端面がカップ状部18の底面に当接した場合、駆動力伝達軸14の挿入量は、クリップ46が第1環状溝42及び第2環状溝44の双方に係合することに伴って駆動力伝達軸14が位置決めされたときの挿入量に比して大きくなる。従って、組み立てを行う度に駆動力伝達軸14の挿入量を求めることにより、この挿入量が大きくなったときに、作業者は、クリップ46が第2環状溝44に係合されていないことを認識し得る。反対に、挿入量が略一定である場合には、作業者は、クリップ46が第2環状溝44に係合されていると判断することができる。
このように、ローラ部材34a〜34cをトラック溝22a〜22cにおけるカップ状部18の底面側の終点に位置させ、この状態でインナ部材16の貫通孔24に対して駆動力伝達軸14の一端部を通してその際の挿入量を求めることにより、クリップ46が第1環状溝42及び第2環状溝44の双方に係合したか否か、ひいては駆動力伝達軸14がインナ部材16に連結されたか否かを容易に判別することが可能となる。
なお、クリップ46は、弾性を示すものであればよく、その内径Dが駆動力伝達軸14の中心から第1環状溝42の底面に至る距離に比して大きいものに特に限定されるものではない。
また、上記した実施の形態においては、第1環状溝42及び第2環状溝44に係合する係合部材として、略C字形状のクリップ46を例示して説明したが、係合部材は特にこれに限定されるものではなく、貫通孔24の開口に形成されたテーパ状縮径部32によって収縮されるとともに、第1環状溝42と第2環状溝44の位置が合致したときに元の形状に戻るようなものであればよい。
さらに、トラニオン28a〜28cは単なる円柱形状のもの等であってもよいし、転動部材はボール等であってもよい。
10…トリポート型等速ジョイント 12…アウタ部材
14…駆動力伝達軸 16…インナ部材
18…カップ状部 22a〜22c…トラック溝
24…貫通孔 28a〜28c…トラニオン
30…スプライン 32…テーパ状縮径部
34a〜34c…ローラ部材 36…ニードルベアリング
40…スプライン 42…第1環状溝
44…第2環状溝 46…クリップ

Claims (1)

  1. 内壁にトラック溝が形成されたアウタ部材と、貫通孔の内壁に形成された歯部が駆動力伝達軸の歯部に噛合されるとともに、前記トラック溝に指向して延在するトラニオンが側壁に突出形成されたインナ部材とを有するトリポート型等速ジョイントにおいて、
    前記インナ部材の前記貫通孔は、開口から内部になるにつれてテーパ状に縮径するテーパ状縮径部を有し、
    前記駆動力伝達軸の歯部に第1環状溝が形成されるとともに、前記貫通孔の、前記駆動力伝達軸が挿入される開口から該駆動力伝達軸が突出する他方の開口に向かう途中で歯部に第2環状溝が形成され、
    1個の係合部材が前記第1環状溝及び前記第2環状溝の双方に係合することにより、前記インナ部材の前記動力伝達軸からの抜け止めがなされ、
    前記貫通孔の前記テーパ状縮径部は、前記駆動力伝達軸が該貫通孔に通される際、前記駆動力伝達軸の前記第1環状溝に係合された前記係合部材が前記第1環状溝の底面に向かって収縮されるように案内することを特徴とするトリポート型等速ジョイント。
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