JP6152650B2 - ダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイント - Google Patents
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Description
従来の等速ジョイントは、図6の例に示す従来のローラユニット130を有しており、当該従来のローラユニット130が、図7(A)に示すようにトリポード軸部11Aに挿通されている。従来のローラユニット130は、図6の組み付け状態断面図に示すように、外ローラ131の鍔部131Bが形成されていない側から、内ローラ134が配置され、外ローラ131と内ローラ134との間に形成された環状空間に複数のニードル133が配置され、外ローラ131の内壁に形成されたリング溝131Aにスナップリング135が嵌め込まれて組み付けられている。なお、外ローラ131の一方の端面の側には径方向内側に延びる鍔部131Bが環状に形成されており、この鍔部131Bによって、内ローラ134とニードル133は外ローラ131の一方の端面の側から抜けないように保持されている。また、外ローラ131の他方の端面の側にはスナップリング135が嵌め込まれ、内ローラ134とニードル133は、スナップリング135によって、外ローラ131の他方の端面の側から抜けないように保持されている。
従って図7(A)及び(B)に示すように、トリポード軸部11Aに対して、従来のローラユニット130を、スナップリング135の側から挿通することが可能(図7(A)参照)であるとともに、鍔部131Bの側から挿通することも可能(図7(B)参照)である。
ところが、従来のローラユニット130は、図6、図7(A)及び(B)に示すように、ローラ回転軸Z130方向において、対称形状とはなっておらず、一方の端面の側には鍔部131Bが、他方の端面の側にはリング溝131Aとスナップリング135が配置されており、鍔部131Bは一方の端面の位置に設けられ、スナップリング135は他方の端面よりもローラ回転軸Z130方向において少し鍔部131Bの方向にずれた位置に設けられている。
従来のローラユニット130はローラ回転軸Z130方向において対称形状ではないので、図7(A)のようにスナップリング135の側から挿通した場合と、図7(B)のように鍔部131Bの側から挿通した場合では、強度や性能等が異なる。図7(A)及び(B)に示す例では、図7(A)のようにスナップリング135の側から挿通した場合はトリポード軸部11Aが大きく傾斜した場合であってもトリポード軸部11Aとスナップリング135は干渉しないが、図7(B)のように鍔部131Bの側から挿通した場合はトリポード軸部11Aが大きく傾斜した場合にトリポード軸部11Aと鍔部131Bがわずかに干渉する可能性があるので、強度や性能等が異なる。
また特許文献2に記載された従来技術には、内ローラの代わりに外ローラを保持するフランジ部を有する円筒状のホルダを備え、トリポード型等速ジョイントのアウタ部材を、小型でありながら樹脂製ブーツを容易に組み付け可能な構成とした、トリポード型等速ジョイントが開示されている。
ここで、特許文献1に記載された従来技術では、内ローラに外ローラが外嵌されたローラユニットにおける圧力円板の有る側の端面からトリポード軸部を挿通しているが、この構造では、ローラユニットにおける圧力円板の無い側の端面からトリポード軸部を挿通することも可能であり、誤組み付けが発生する可能性がある。
また、特許文献2に記載された従来技術も、ホルダに外ローラが組み付けられたローラユニットの、どちらの側の端面からもトリポード軸部を挿通可能であるように見受けられ、誤組み付けが発生する可能性がある。
なお、特許文献1及び特許文献2には、ローラユニットの特定の側の端面のみからトリポード軸部にローラユニットを組み付けることができるような構成についての開示がなされていない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、略球状のトリポード軸部を有するダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントにおいて、作業者がトリポード軸部にローラユニットを組み付ける際にローラユニットの方向を間違えることを防止することができる、ダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントを提供することを課題とする。
まず、本発明の第1の発明は、略筒状の形状を有して外輪軸方向に沿うように対向配置されたローラ案内面を有する3つの案内溝が内周面に形成された外輪と、前記外輪内に収容されて前記案内溝のそれぞれに向かって突出する3つの略球状の軸部であるトリポード軸部が設けられたトリポード部材と、前記トリポード軸部のそれぞれに外嵌される略円筒状の内ローラと、前記内ローラに外嵌されるとともに前記案内溝における対向配置された前記ローラ案内面の間に配置される内周面が円筒形状の外ローラと、前記内ローラと前記外ローラとの間に形成された環状空間に配置される複数の転動体と、を有するダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントである。
前記外ローラにおける一方の端面には、前記内ローラと前記転動体を前記外ローラ内に保持可能となるように前記内ローラの外径よりも小さな内径を有するように径方向内側に突出した鍔部が環状に形成されており、前記外ローラにおける他方の端面の側には、前記内ローラと前記転動体を前記外ローラ内に保持可能となるように前記内ローラの外径よりも小さな内径となる部分を少なくとも一部に有する内部品保持部が設けられている。
そして、前記転動体と前記内ローラが前記鍔部と前記内部品保持部にて前記外ローラ内に保持されたローラユニットにおける前記トリポード軸部が挿通される前記内ローラの内周面には、前記ローラユニットにおける前記外ローラの前記鍔部が形成されていない側の端面のみから前記トリポード軸部の挿通を許容するトリポード軸部挿通規制部が設けられている。
また、前記トリポード軸部挿通規制部は、前記内ローラの前記鍔部に近い側の端面の近傍に位置する内周面に、前記トリポード軸部における前記トリポード軸部に対して直交方向に切断した断面の最大外径よりも小さな内径となるように周方向に連続的あるいは断続的に突出させた内ローラ内突出部を設けたものであり、前記内ローラ内突出部における径方向内側への突出長さは、前記内ローラ内突出部が設けられている前記ローラユニットの端面の側から前記トリポード軸部を強制的に圧入した場合に前記内ローラ内突出部が破損または塑性変形することなく弾性変形した後に復元可能な長さである弾性域長さよりも長く、前記内ローラ内突出部が設けられている前記ローラユニットの端面の側から前記トリポード軸部を強制的に圧入した場合に前記内ローラ内突出部が破損または塑性変形する長さである塑性域長さに設定されている、ダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントである。
トリポード軸部挿通規制部により、ローラユニットにトリポード軸部を挿通する際、鍔部が形成されていない側の端面のみからの挿通を許容するので、作業者がトリポード軸部にローラユニットを組み付ける際にローラユニットの方向を間違えることを防止することができる。
さらに、鍔部が形成されていない側の端面のみからの挿通を許容したことにより、鍔部が形成されている側の端面から挿通させたときに対して大角度時におけるトリポードボス部とローラユニットとの隙間が大きくなるため、トリポードボス部とローラユニットとが干渉するジョイント角度が大きくなる。従って、最大ジョイント角を大きくすることができる。
また、大角度時におけるトリポードボス部とローラユニットとの隙間が大きくなることにより、トリポード軸部のトリポードボス部と連続する部分の径をより大きくすることができるため、トリポード部材の強度を確実に向上させることができる。従って、トリポード部材を小型化でき、トリポード型等速ジョイントを小型化できる。
これにより、部品点数を増加させることなく、トリポード軸部挿通規制部を適切に実現することができる。
作業者の手作業による組み付けでは、内ローラ内突出部が形成されている方向からトリポード軸部を挿入することはできないが、機械を用いて強制的に圧入すると内ローラ内突出部が形成されている方向からトリポード軸部を挿入することができてしまう場合が考えられる。しかし、その場合は、内ローラ内突出部が破損または塑性変形するので、誤組み付けであることを容易に判断することができる。
●[ダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントの全体構成(図1、図2)]
まず図1及び図2を用いて、ダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイント1(以降、等速ジョイント1と記載する)の全体構成について説明する。図1は等速ジョイント1の分解斜視図を示しており、図2(A)は等速ジョイント1の軸方向断面図を示しており、図2(B)は図2(A)におけるB−B断面図を示している。なお図1では図2(A)に示すブーツ40の記載を省略している。
図1に示すように、等速ジョイント1は、回転駆動力の入力側である駆動部20と、回転駆動力の出力側である受動部10とにて構成されており、駆動部20の回転軸Z20(外輪軸に相当)に対して受動部10の回転軸Z10が一致せずに所定角度で傾斜しても、回転軸Z10と回転軸Z20とを常に等速で回転させて回転駆動力を伝達することができる。なお、符号10と符号20は、どちらが駆動部であってもよく、一方が駆動部となれば他方が受動部となる。本実施の形態では符号20を駆動部として説明する。
トリポード部材11は外輪21内に収容され、トリポード部材11には、外輪21の内周面に形成された3つの案内溝21Aのそれぞれに向かって突出する3本の軸部であるトリポード軸部11Aが設けられている。そしてトリポード軸部11Aのそれぞれには、ローラユニット30が外嵌されている。そしてローラユニット30は、案内溝21Aに対向配置されたローラ案内面21Bの間に配置されている。
駆動部20は、外輪21と、当該外輪21に固定された連結軸22と、にて構成されている。
外輪21には、略筒状の形状を有して駆動部20の回転軸Z20の軸方向に沿うように対向配置されたローラ案内面21Bを有する3つの案内溝21Aが内周面に形成されている。
また図2(A)に示すように、外輪21の開口部には、ブーツ40が取り付けられ、異物や水の浸入を防止するとともに潤滑油を内部に保持する。
また図2(A)に示すように、トリポード軸部11Aは略球状の形状を有しており、回転軸Z20と回転軸Z10とが一致する状態では、ローラユニット30に挿通された略球状のトリポード軸部11Aの先端は、ローラユニット30から突出している。なお図2にはトリポード軸部11Aの先端がローラユニット30から突出する例を示しているが、トリポード軸部11Aの先端がローラユニット30から突出しない構造としてもよい。
以上の構成により、連結軸22から回転駆動力が入力されると、回転方向に対向しているローラ案内面21Bにローラユニット30が当接し、トリポード部材11及びシャフト12に回転駆動力を伝達する。
上述したように、ローラユニット130はローラ回転軸Z130方向において対称形状ではないので、図7(A)に示した状態と図7(B)に示した状態では、強度や性能等が異なる。この場合、ローラユニット130のスナップリング135の側からトリポード軸部11Aを挿通した図7(A)の状態のほうが、ローラユニット130の鍔部131Bの側からトリポード軸部11Aを挿通した図7(B)の状態よりも、強度も性能も向上されることが確認されている。
従って、作業者は、ローラユニット130をトリポード軸部11Aに外嵌する際、ローラユニット130の方向を間違えないように注意して作業する必要があるが、ローラユニット130の方向を間違えて外嵌してしまう可能性がある。
そこで、以下に説明する実施形態にて、作業者がトリポード軸部にローラユニットを組み付ける(外嵌する)際にローラユニットの方向を間違えることを防止することができる、ダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントの構成等について説明する。
次に図3、図4を用いて、本実施形態におけるローラユニット30の構造と、所望する方向(正しい方向)からトリポード軸部11Aを挿通した状態(図4(A))と、所望しない方向(誤った方向)からトリポード軸部11Aを挿通した状態(図4(B))について説明する。
なお、図3はローラユニット30の分解斜視図と、組み付けた状態のローラユニット30のローラ回転軸Z30に沿って切断した断面図を示している。
外ローラ31は外周面における軸方向に沿った中央部が凸状となるように軸方向に湾曲した外周面を有し、円筒形状をした内周面を有する部材であり、外ローラ31の一方の端面には、径方向内側に突出する鍔部31Bが円周方向に形成されている。なお鍔部31Bの内径は、内ローラ34の外径よりも小さな径に設定されている。これにより、外ローラ31内に配置された内ローラ34及びニードル33は、外ローラ31の鍔部31Bの側の端面から抜けることなく保持される。
また外ローラ31の内壁であって他方の端面の側(鍔部31Bと反対の端面の側)には、スナップリング35を嵌め込むためのリング溝31Aが円周方向に設けられている。
スナップリング35は、弾性体で形成され、外径が伸縮可能となるように例えば切欠き部35Aが形成されている。
ニードル33は、針状ころであり、内ローラ34に対する外ローラ31の回転抵抗を低減する。そしてニードル33の材質は、外ローラ31の材質よりも高い硬度の材質である。
なお、針状ころ(ニードル33)、外ローラ31、スナップリング35は、図6に示す従来のローラユニット130における針状ころ(ニードル133)、外ローラ131、スナップリング135と同様である。つまり、従来のローラユニット130に対して内ローラ34の構造が異なる。
また図3に示すように、内ローラ34の内周面であってローラ回転軸Z30方向において鍔部31Bに近い側の端部となる位置には、略球状のトリポード軸部における中央近傍の外径D11(図4(A)、(B)参照)よりも小さな内径D34Aとなるように径方向内側に突出するように設けられた内ローラ内突出部34Aが設けられている。
なお、内ローラ内突出部34Aは、連続的な突出部(図5(A)参照)であってもよいし、断続的な突出部(図5(B)〜(D)参照)であってもよい。なお、内ローラ内突出部34Aを断続的とする場合、図5(B)〜(D)の例以外の断続的な形状としてもよい。
また、例えば径方向突出長さD1は、内ローラ内突出部34Aが設けられているローラユニットの端面の側から(圧入装置等にて)トリポード軸部を強制的に圧入した場合に内ローラ内突出部34Aが破損または塑性変形することなく弾性変形した後に復元可能な長さである弾性域長さよりも長い寸法に設定されている。さらに、内ローラ内突出部34Aが設けられているローラユニットの端面の側から(圧入装置等にて)トリポード軸部を強制的に圧入した場合に内ローラ内突出部34Aが破損または塑性変形する長さである塑性域長さに設定されている。
以上より、内ローラ34の内径D34(内ローラ内突出部34Aを除いた部分の内径)>トリポード軸部11Aの外径D11(中央近傍の最大の外径)>内ローラ内突出部34Aの内径D34Aとなるように設定されている。
なお、内ローラ内突出部34Aは、トリポード軸部挿通規制部に相当する。
そして組み上がったローラユニット30をトリポード軸部11Aに外嵌することで受動部10(図1、図2(A)参照)が出来上がる。
また図4(B)は、上記のローラユニット30の鍔部31Bの側(誤った側)からトリポード軸部11Aを挿通した状態を示している。この場合、トリポード軸部11Aがローラユニット30内に収容される前に内ローラ内突出部34Aがトリポード軸部11Aに干渉するので、作業者は、トリポード軸部11Aにローラユニット30を外嵌することができない。
以上、本実施形態では、作業者がトリポード軸部にローラユニットを組み付ける際にローラユニットの方向を間違えて組み付けることを防止できる(方向が間違っている場合は組み付けることができない)。
また、トリポード軸部挿通規制部である内ローラ内突出部34Aは、非常にシンプルな構造であり、部品点数を増加させることもなく、容易に実現することができる。
また本実施の形態の説明では、転動体としてニードルを用いた例を説明したが、ニードルに限定されず、鋼球等、種々の転動体を用いることができる。
なお、内部品保持部(スナップリング、内部品保持部)は、内ローラの外径よりも小さな内径となる部分を少なくとも一部に有していればよい。
また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、より小さい(<)等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
10 受動部
11 トリポード部材
11A トリポード軸部
12 シャフト
20 駆動部
21 外輪
21A 案内溝
21B ローラ案内面
22 連結軸
30 ローラユニット
31、36 外ローラ
31A リング溝
31B、36B 鍔部
33 ニードル(転動体)
34 内ローラ
34A 内ローラ内突出部(トリポード軸部挿通規制部)
35 スナップリング(内部品保持部)
Z10 (受動部の)回転軸
Z20 (駆動部の)回転軸(外輪軸)
Z30 ローラ回転軸
Claims (1)
- 略筒状の形状を有して外輪軸方向に沿うように対向配置されたローラ案内面を有する3つの案内溝が内周面に形成された外輪と、
前記外輪内に収容されて前記案内溝のそれぞれに向かって突出する3つの略球状の軸部であるトリポード軸部が設けられたトリポード部材と、
前記トリポード軸部のそれぞれに外嵌される略円筒状の内ローラと、
前記内ローラに外嵌されるとともに前記案内溝における対向配置された前記ローラ案内面の間に配置される外ローラと、
前記内ローラと前記外ローラとの間に形成された環状空間に配置される複数の転動体と、を有するダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントにおいて、
前記外ローラにおける一方の端面には、前記内ローラと前記転動体を前記外ローラ内に保持可能となるように前記内ローラの外径よりも小さな内径を有するように径方向内側に突出した鍔部が環状に形成されており、
前記外ローラにおける他方の端面の側には、前記内ローラと前記転動体を前記外ローラ内に保持可能となるように前記内ローラの外径よりも小さな内径となる部分を少なくとも一部に有する内部品保持部が設けられており、
前記転動体と前記内ローラが前記鍔部と前記内部品保持部にて前記外ローラ内に保持されたローラユニットにおける前記トリポード軸部が挿通される前記内ローラの内周面には、前記ローラユニットにおける前記外ローラの前記鍔部が形成されていない側の端面のみから前記トリポード軸部の挿通を許容するトリポード軸部挿通規制部が設けられており、
前記トリポード軸部挿通規制部は、前記内ローラの前記鍔部に近い側の端面の近傍に位置する内周面に、前記トリポード軸部における前記トリポード軸部に対して直交方向に切断した断面の最大外径よりも小さな内径となるように周方向に連続的あるいは断続的に突出させた内ローラ内突出部を設けたものであり、
前記内ローラ内突出部における径方向内側への突出長さは、
前記内ローラ内突出部が設けられている前記ローラユニットの端面の側から前記トリポード軸部を強制的に圧入した場合に前記内ローラ内突出部が破損または塑性変形することなく弾性変形した後に復元可能な長さである弾性域長さよりも長く、
前記内ローラ内突出部が設けられている前記ローラユニットの端面の側から前記トリポード軸部を強制的に圧入した場合に前記内ローラ内突出部が破損または塑性変形する長さである塑性域長さに設定されている、
ダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイント。
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