JP5575057B2 - 等速ジョイント - Google Patents

Description

本発明は、駆動回転軸から従動回転軸に回転駆動力を伝達するための等速ジョイントに関する。

バーフィールド型等速ジョイント（以下、単に等速ジョイントともいう）は、自動車の走行駆動力伝達機構において、駆動回転軸であるドライブシャフトから従動回転軸であるハブに回転駆動力を伝達する継手として周知である。

一層具体的には、等速ジョイントは、ボール溝が形成されたアウタ部材と、該アウタ部材の有底穴に挿入されてボール溝が形成されたインナ部材と、前記２つのボール溝内で摺動するトルク伝達ボールを保持する略円環形状のリテーナとを有する。ドライブシャフトの回転駆動力は、該ドライブシャフトの先端部に外嵌された前記インナ部材から前記トルク伝達ボールを介して前記アウタ部材に伝達され、さらに、該アウタ部材の軸部に連結されたハブを介してタイヤに伝達される。

ここで、ドライブシャフトの延在方向に対してハブが傾斜したときには、トルク伝達ボールは、前記２つのボール溝の各壁に摺接しながら転動する。この転動により、リテーナが所定の角度で傾斜する（特許文献１参照）。

この際には、前記リテーナの外壁がアウタ部材の前記有底穴の内壁に対して摺接する。この結果、アウタ部材とリテーナとの間に滑り摩擦が発生する。これに伴って損失が生じるため、等速ジョイントを介してドライブシャフトからハブに伝達される回転駆動力が低減する。すなわち、伝達効率が低下してしまう。

このような不具合を回避するには、特許文献２に記載されるように、リテーナ（特許文献２においては「ケージ」と称呼されている）の外壁に対し、固体潤滑剤を含む被膜を形成することが有効であるとも考えられる。固体潤滑剤によってリテーナの外壁と有底穴の内壁との間の潤滑性が良好となるので、アウタ部材に対するリテーナの摺動抵抗が低減すると予測されるからである。

特許第４２１７１９５号公報（特に段落［００４０］） 特開２００２−３７２０６６号公報（特に段落［００１０］、［００１１］）

特許文献２に記載されるようにリテーナの外壁に対して被膜を形成する場合、バインダ樹脂と固体潤滑剤を含むコーティング剤をリテーナの外壁に塗布した後に焼成処理を施すか、又は、固体電解質を含むメッキ浴を用いて無電解メッキを行う必要がある。すなわち、リテーナに対して被膜を形成する工程が加わる。従って、等速ジョイントを組み立て上げるに至るまでの工程数が増加する。また、塗布・焼成処理や、無電解メッキ等の煩雑な作業を実施しなければならない。

以上から諒解されるように、一般的な等速ジョイントには高い伝達効率を発現させることが容易ではないという不具合が顕在化している。また、これを回避するべく、特許文献２に記載されるように固体潤滑剤を含む被膜をリテーナの外壁に形成する場合には、等速ジョイントを効率よく得ることができないという不都合が惹起される。

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、アウタ部材のカップ部とリテーナとの間に滑り摩擦が発生することを回避して高い伝達効率を得ることが可能であり、しかも、容易に組み立て得る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、有底穴が形成されたアウタ部材と、回転軸に外嵌されて前記アウタ部材の前記有底穴に挿入されるインナ部材と、前記アウタ部材と前記インナ部材との間に介装され且つ前記有底穴の内壁に陥没形成された複数個の第１ボール溝、及び前記インナ部材の側壁に陥没形成された複数個の第２ボール溝の各々に挿入された複数個のトルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを保持するリテーナとを有する等速ジョイントにおいて、
前記有底穴の内壁に凹部が陥没形成され、
前記凹部に収容され、その一部が該凹部から露呈して前記リテーナの外壁に摺接する転動体を設けたことを特徴とする。

すなわち、本発明においては、リテーナの外壁が転動体に摺接する。転動体が転動することにより、リテーナと転動体との間が転がり接触となる。すなわち、滑り摩擦に比して抵抗が小さい転がり摩擦となる。このため、転動体が存在しない場合に比して、アウタ部材に対するリテーナの摺動抵抗が低減する。

その結果として損失が低減するので、ドライブシャフトからハブに伝達される回転駆動力が等速ジョイントを介して効率よく伝達される。従って、優れた伝達効率を得ることができる。

しかも、この等速ジョイントは、凹部に転動体を収容することを除いては一般的な等速ジョイントと同様にして組み立てることができる。従って、該等速ジョイントを得るに至るまでの工程数が徒に増加することはなく、組立作業が煩雑となることもない。

また、本発明においては、リテーナに対して被膜を形成するための煩雑な作業を行う必要がない。従って、被膜形成作業を行うために等速ジョイントの生産効率が低下することが回避される。

転動体は、前記凹部に収容することで位置決めするようにしてもよい。又は、複数個の転動体を循環可能に収容するようにしてもよい。

複数個の転動体を循環可能に構成するには、例えば、転動体をハウジングに収納し、該ハウジングの内部で循環させればよい。勿論、このハウジングは、前記凹部に収容される。

本発明によれば、リテーナの外壁を転動体に摺接させるようにしているので、リテーナと転動体との間が、滑り摩擦に比して抵抗が小さい転がり摩擦となる。このため、アウタ部材に対するリテーナの摺動抵抗が低減するとともに損失が低減し、その結果、ドライブシャフトからハブに伝達される回転駆動力が高効率で伝達される。すなわち、優れた伝達効率を示す等速ジョイントを得ることができる。

しかも、この等速ジョイントは、簡素な工程を経て容易に組み立てることが可能である。

本発明の第１実施形態に係る等速ジョイントの軸線方向に沿う概略全体一部縦断面図である。 図１の等速ジョイントの概略全体正面図である。 図１の等速ジョイントの要部拡大斜視図である。 図１の等速ジョイントを構成するインナ部材の概略全体斜視図である。 図１の等速ジョイントを構成するリテーナの概略全体斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る等速ジョイントの要部拡大縦断面図である。 図６の等速ジョイントを構成して転動体であるニードルベアリングを収容するためのハウジングを分解して示した分解斜視図である。 前記ハウジングを構成した状態を示す概略全体斜視図である。 転動体として球状ベアリングを収容したハウジングを示す概略全体斜視図である。

以下、本発明に係る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及び図２は、それぞれ、第１実施形態に係る等速ジョイント１０（バーフィールド型等速ジョイント）の軸線方向に沿う概略全体一部縦断面図、概略全体正面図である。この等速ジョイント１０は、アウタ部材１２と、インナ部材１４と、これらアウタ部材１２とインナ部材１４の間に介在するトルク伝達ボール１６と、該トルク伝達ボール１６を保持するリテーナ１８とを具備する。

この中のアウタ部材１２は、図示しないハブが連結される軸部２０と、有底穴２２が形成されたカップ部２４とを有し、該カップ部２４の湾曲した内壁には、互いに等角度で離間した６個のアウタ側ボール溝２６（第１ボール溝）が陥没形成される。さらに、隣接するアウタ側ボール溝２６、２６同士の間には、図１及び図３に示すように、転動体としての転動ローラ２８を２個収容するための転動体収容用凹部３０が陥没形成される。第１実施形態では、アウタ側ボール溝２６が６本存在するので、転動ローラ２８の全個数は１２個である。

転動体収容用凹部３０は、その軸線がカップ部２４の軸線に対して直交する方向に延在するように形成されている（図３参照）。従って、転動ローラ２８の軸線も、カップ部２４の軸線に対して直交する。

転動ローラ２８の両底面からは、支軸３２が突出形成される。両支軸３２、３２を含めた転動ローラ２８の軸線方向寸法は、転動体収容用凹部３０の軸線方向寸法に比して若干短尺である。従って、転動ローラ２８は、両支軸３２、３２を回転中心として回転自在な状態で転動体収容用凹部３０に収容され、この状態で位置決めされる。

転動体収容用凹部３０の深さは、転動ローラ２８の直径に比して若干小さい。このため、転動ローラ２８の一部は、転動体収容用凹部３０から突出するように露呈している。この露呈した転動ローラ２８の一部に、リテーナ１８の外壁が摺接する（図１参照）。

一方、インナ部材１４には、図４に示すように、直径方向外方に膨出するように湾曲した外周面を切り欠くようにして、アウタ側ボール溝２６と同数個のインナ側ボール溝３４（第２ボール溝）が陥没形成される。また、その厚み方向に沿って挿通孔３６が貫通形成されている。この挿通孔３６には、ドライブシャフト３８の先端部が挿入される。すなわち、インナ部材１４は、ドライブシャフト３８の先端部に外嵌されるとともに、リテーナ１８の内方に挿入された状態で前記有底穴２２に収容される（図２参照）。

リテーナ１８は、図５に示すように円環形状をなす。リテーナ１８の内径ＩＲは、インナ部材１４におけるインナ側ボール溝３４が存在しない箇所の外径ＯＲ（図４参照）に比して若干大きい。従って、インナ部材１４は、リテーナ１８の内方に容易に挿入可能である。

リテーナ１８には、内壁から外壁まで貫通した窓４０が複数個形成されている。前記トルク伝達ボール１６は、この窓４０に収容されるとともに、アウタ側ボール溝２６とインナ側ボール溝３４に挿入される（図２参照）。

第１実施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、その作用効果につき、動作との関係で説明する。

上記したように構成される等速ジョイント１０は、自動車の走行駆動力伝達機構において、駆動回転軸であるドライブシャフト３８から、従動回転軸である前記ハブに回転駆動力を伝達する継手として好適に採用される。

この場合において、ドライブシャフト３８の延在方向に対して前記ハブが傾斜したときには、トルク伝達ボール１６が前記２つのボール溝２６、３４の各壁に摺接しながら転動するとともに、リテーナ１８が所定の角度で傾斜する。この際、アウタ部材１２に形成された有底穴２２の内壁に対し、リテーナ１８の外壁が摺接する。

ここで、上記したように、アウタ部材１２の内壁には転動ローラ２８が設けられている。従って、リテーナ１８の外壁は、転動ローラ２８に摺接する。この際には、転動ローラ２８が両支軸３２を回転中心として転動体収容用凹部３０内で回転動作する。

すなわち、第１実施形態によれば、リテーナ１８の外壁と転動ローラ２８の側壁の間が転がり接触となる。換言すれば、滑り摩擦に比して抵抗が小さい転がり摩擦となるので、転動ローラ２８が存在しない場合に比して、アウタ部材１２のカップ部２４に対するリテーナ１８の摺動抵抗が低減する。

その結果として、損失も低減する。このため、ドライブシャフト３８からハブに伝達される回転駆動力が等速ジョイント１０を介して効率よく伝達される。すなわち、優れた伝達効率を得ることができる。

このように、有底穴２２の内壁に転動ローラ２８を設けたことにより、いわゆる作動角が生じる場合であっても、カップ部２４（アウタ部材１２）に対するリテーナ１８の摺動抵抗が小さく、伝達効率に優れた等速ジョイント１０を構成することができる。

しかも、この等速ジョイント１０は、転動体収容用凹部３０に転動ローラ２８を収容する以外は一般的な等速ジョイントと同様にして組み立てることが可能である。従って、製造の際の工程数が徒に増加することはなく、また、作業が煩雑となることもない。

その上、リテーナ１８に対して被膜を形成するための作業（コーティング剤の塗布・焼成処理や無電解メッキ等）を行う必要がないので、被膜形成作業を行うことに起因して生産効率が低下することを回避することもできる。

なお、転動ローラ２８の個数は２個に特に限定されるものではなく、１個でもよいし、３個以上でもよい。

上記した第１実施形態では、転動ローラ２８を転動体収容用凹部３０に直接収容し、その状態で回転動作させるようにしているが、転動ローラ２８を循環可能な構成を採用するようにしてもよい。以下、この実施の形態につき、第２実施形態として説明する。

第２実施形態に係る等速ジョイント５０（バーフィールド型等速ジョイント）は、その要部を拡大した図６に示すように、アウタ部材５２の内壁にハウジング収容用凹部５４が形成されるとともに、該ハウジング収容用凹部５４にハウジング５６が収容されている。さらに、該ハウジング５６内には、略円柱体形状をなす複数個のニードルベアリング５８（転動体）が循環可能に収納されている。

すなわち、図７に示すように、ハウジング５６は、第１ケーシング部材６０及び第２ケーシング部材６２を有する。これら第１ケーシング部材６０、第２ケーシング部材６２の各々には、第１環状溝６４、第２環状溝６６（図６参照）が形成される。第１環状溝６４、第２環状溝６６の深さは、それぞれ、ニードルベアリング５８の高さ方向寸法の略半分である。

第１ケーシング部材６０には嵌合用凹部６８が形成される一方、第２ケーシング部材６２には嵌合用凸部７０が形成される。嵌合用凹部６８に嵌合用凸部７０が嵌合されることにより、図８に示すハウジング５６が構成されるとともに、ニードルベアリング５８がハウジング５６内で第１環状溝６４及び第２環状溝６６の双方に収納される。

第１ケーシング部材６０及び第２ケーシング部材６２には、それぞれ、第１露呈窓７２、第２露呈窓７４が形成される。従って、ハウジング５６が形成されると、複数個のニードルベアリング５８の中の数個が第１露呈窓７２、第２露呈窓７４から露呈する。

なお、図６においては、複数個のニードルベアリング５８が第１環状溝６４及び第２環状溝６６に循環可能に収納されていること、及びニードルベアリング５８の中の数個が第１露呈窓７２、第２露呈窓７４から露呈していることの理解を容易にするべくハウジング５６内を視認し得るように、第１ケーシング部材６０を取り外して第２ケーシング部材６２のみを図示している。

この場合においては、ドライブシャフト３８（図１及び図２参照）の延在方向に対して前記ハブが傾斜することに伴ってリテーナ１８が所定の角度で傾斜したとき、リテーナ１８の外壁がニードルベアリング５８に摺接する。例えば、リテーナ１８が図６中の矢印Ｘ方向に向かうように傾斜したときには、該リテーナ１８の外壁が摺接するニードルベアリング５８が矢印Ｙ方向に回転動作する。同時に、ニードルベアリング５８は、該ニードルベアリング５８に摺接するリテーナ１８に同伴されて移動する。

この移動によって、ニードルベアリング５８が、自身に隣接するニードルベアリング５８を押し出す。その結果、ハウジング５６内のニードルベアリング５８に、矢印Ｚ方向に向かう流れが生じる。すなわち、複数個のニードルベアリング５８の全てが第１環状溝６４及び第２環状溝６６に沿って矢印Ｚ方向に向かい、ハウジング５６内で循環する。

ニードルベアリング５８がこのように動作することにより、リテーナ１８の外壁とニードルベアリング５８の間が転がり接触となる。すなわち、第１実施形態と同様に滑り摩擦に比して抵抗が小さい転がり摩擦となるので、この場合も、アウタ部材５２に対するリテーナ１８の摺動抵抗が低減する。このために損失が低減するので、優れた伝達効率が得られる。

また、第２実施形態においても、リテーナ１８に対して被膜を形成するための作業を行う必要がない。このため、被膜を形成する場合に比して等速ジョイント５０の生産効率が向上する。

なお、転動ローラ２８やニードルベアリング５８に代替し、球状ベアリングを転動体として採用するようにしてもよい。例えば、第２実施形態の場合、図９に示すように上記と同様に構成されたハウジング５６内に球状ベアリング８０を収納し、このハウジング５６を、アウタ部材５２に形成されたハウジング収容用凹部５４（図６参照）に収容すればよい。

本発明は、上記した第１実施形態及び第２実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

１０、５０…等速ジョイント １２、５２…アウタ部材
１４…インナ部材 １６…トルク伝達ボール
１８…リテーナ ２０…軸部
２２…有底穴 ２４…カップ部
２６…アウタ側ボール溝 ２８…転動ローラ
３０…転動体収容用凹部 ３４…インナ側ボール溝
３８…ドライブシャフト ４０…窓
５４…ハウジング収容用凹部 ５６…ハウジング
５８…ニードルベアリング ６４…第１環状溝
６６…第２環状溝 ７２…第１露呈窓
７４…第２露呈窓 ８０…球状ベアリング

Claims (3)

1. 有底穴が形成されたアウタ部材と、回転軸に外嵌されて前記アウタ部材の前記有底穴に挿入されるインナ部材と、前記アウタ部材と前記インナ部材との間に介装され且つ前記有底穴の内壁に陥没形成された複数個の第１ボール溝、及び前記インナ部材の側壁に陥没形成された複数個の第２ボール溝の各々に挿入された複数個のトルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを保持するリテーナとを有する等速ジョイントにおいて、
   前記有底穴の内壁に凹部が陥没形成され、
   前記凹部に収容され、その一部が該凹部から露呈して前記リテーナの外壁に摺接する転動体を設けた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、前記転動体が複数個設けられるとともに、前記複数個の転動体は、前記凹部に循環可能に収容されることを特徴とする等速ジョイント。
3. 請求項２記載の等速ジョイントにおいて、前記転動体は、ハウジングに収納されて前記凹部に収容されることを特徴とする等速ジョイント。

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