JPH02286920A

JPH02286920A - トリポット型等速ジョイント

Info

Publication number: JPH02286920A
Application number: JP1105959A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Mizukoshi; 水越　康允
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1990-11-27
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH0747971B2; US5098342A; DE4000569C2; DE4000569A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明に係るトリポット型等速ジヨイントは、例えば
自動車の駆動系に組み込み、非直線上に存在する回転軸
同士の間で、回転駆動力の伝達を行なう場合に利用する
。

（従来の技術）前置エンジン前輪駆動車（ＦＦ車）の場合、操舵輪と駆
動輪とが一致する為、車輪側の回転軸とエンジン側の回
転軸との間が比較的大きな角度で折れ曲がった状態とな
る場合が生じる。この為、両回転軸の間で均一な（回転
に伴なって回転角速度が変化する事のない）回転駆動力
の伝達を行ない、自動車の運行を滑らかに行なう為には
、等速ジヨイントを介して、両回転軸同士を連結する必
要がある。

この為従来から、第４図に示す様な等速ジヨイントを使
用して、上述の様に、同一直線上に存在しない回転軸の
端部同士を、互いに連結する事が行なわれていた。

この第４図に示した、従来の等速ジヨイント１に於いて
は、エンジン側の回転軸等、第一の回転＠（図示せず）
の端部に固定される中空筒状のハウジング２の内周面３
箇所位置（第４図はこの内の１箇所のみを示している。

）に凹部３を、放射方向に亙って互いに等間隔に形成し
ており、各凹部３の互いに対向する内側面４．４を、円
弧状凹面としている。

一方、車輪側の回転軸等、第二の回転軸（図示せず）の
端部に固定されるトリポット５は、上記第二の回転軸の
端部に固定する為のボス部６の外周面に、それぞれが上
記ハウジング２に形成した３個の凹部３内に進入する、
３本のトラニオン７を固設する事で構成されている。そ
して、上記トリポット５を構成する、３本の円柱状のト
ラニオン７の周囲には、外周面を球状凸面とした球面ロ
ーラ８．を、ころ軸受（ニードル軸受を含む０本明細書
全体に於いて同じ。）９を介して、回転自在に支承して
いる。

前記ハウジング２と上記トリポット５とは、各トラニオ
ン７の周囲にころ軸受９を介して支承された球面ローラ
８を、ハウジング２内周面の凹部３内に嵌装する事で、
互いに組み合わせ、等速ジヨイント１を構成している。

上述の様に構成される等速ジヨイント１に於いては、例
えば第一の回転軸が回転した場合、この回転力は、ハウ
ジング２から球面ローラ８、ころ軸受９、トラニオン７
を介して、トリポット５のボス部６に伝わり、このボス
部６を端部に固定した第二の回転軸を回転させる。この
際、第一、第二の両回転軸の間で等速性が確保される事
は、周知の通りである。

ところで、上述の様に構成される従来の等速ジヨイント
が回転する場合、ころ軸受９と球面ローラ８とには、そ
れぞれ転がり摩擦抵抗及び摺り摩擦抵抗が発生し、結果
的にこれらの抵抗力に起因する力が、第二の回転軸の軸
方向に、圧縮と引っ張り方向に１回転当り３回ずつ発生
する事が知られている。

そして、この様な原因により第二の回転軸の軸方向に発
生する力によって、等速ジヨイント１が振動し、この振
動数と車体等、等速ジヨイント１の周囲に存在する物体
の固有振動数とが一致した場合、撮動が成長する事で、
乗員等に不快感を与える場合がある。

この様な不都合に結び付く撮動の発生を防止する為の等
速ジヨイントとして、従来から、実開昭６２−４９０２
３号公報、或は特開昭６３−１５８３２７号公報等に開
示された構造のものが知られている。

この従来の忽良型の等速ジヨイントは、例えば第５〜６
図（実開昭６２−４９０２３号に係る考案の実施例）に
示す様に構成されている。

即ち、この等速ジヨイント１０は、前述した従前の等速
ジヨイント１と同様に、第一の回転軸１１の端部に固定
される中空筒状のハウジング２の内周面３箇所位置に凹
部３．３を、放射方向に亙って互いに等間隔に形成して
いる。但し、改良型の等速ジヨイント１０の場合、各凹
部３．３の内側面１６．１６を、それぞれハウジング２
の直径方向に対して平行な平坦面としている。

一方、車輪側の回転軸等、第二の回転軸１２の端部に固
定されるトリポット５は、上記第二の回転軸１２の端部
に固定する為のボス部６の外周面に、それぞれが上記ハ
ウジング２に形成した３個の凹部３．３内に進入する、
３本のトラニオン７を固設する事で構成している。

更に、改良型の等速ジヨイント１０の場合、上記トリポ
ット５を構成する、３本の円柱状のトラニオン７の周囲
には、外周面を球状凸面とした内側案内リング１３を外
嵌している。そしてこの内側案内リング１３には、内周
面を球面状とした外側案内リング１４を外嵌し、更にこ
の外側案内リング１４の外側に円筒ローラ１５を、ころ
軸受９を介して、回転自在に支承している。

この改良型の等速ジヨイント１０は、前記ハウジンク２
と上記トリポット５とを、このトリポット５を構成する
３本のトラニオン７の周囲に支承された円筒ローラ１５
．１５と、ハウジング２内周面の凹部３．３とが、互い
に嵌合する状態に組み合わせる事で構成される。

この改良された等速ジヨイント１０の場合、第二の回転
軸１２の軸方向に加わる力の低減を図り、等速ジヨイン
ト１０の振動防止を図れる。それ以外の、第二、第二の
両回転軸１１．１２の間で回転力の伝達を行なう場合の
作用自体は、前述した従前の（第４図に示した）等速ジ
ヨイント１の場合とほぼ同様である。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上述の様に構成され作用する、改良型の等速
ジヨイント１０の場合、新た４に次に述べる様な問題を
生じる。

先ず第一の問題点としては、トリポット５側のトラニオ
ン７とハウジング２側の凹部３．３との係合部が大型化
し、等速ジヨイント１０の外径が大きくなる事が挙げら
れる。

即ち、各凹部３．３の内側面１６．１６と転接する円筒
ローラ１５．１５の内周面と、トラニオン７の外周面と
の間には、内側案内リング１３と外側案内リング１４と
ころ軸受９との、合計３個の部材が設けられるが、トラ
ニオン７の外径は、強度保持上の問題から、小さく出来
ない為、上記各円筒ローラ１５．１５の外径が大きくな
らざるを得ない。

円筒ローラ１５．１５の外径寸法の増大は、凹部３．３
の幅寸法りの増大に結び付き、凹部３．３の幅寸法りの
増大は、そのままハウジング２の外径寸法りの増大に結
び付く為、等速ジヨイント１０が大型化してしまう。

自動車の駆動系等、等速ジヨイント１．１０が設けられ
る部分の空間は狭い場合が多く、等速ジヨイントの大型
化は好ましくない。特に、第４図に示した従前の等速ジ
ヨイント１に代えて、改良された等速ジヨイント１０を
設ける事が難しくなり、改良型の等速ジヨイント１０を
採用する為には、車体形状等、周辺部の設計変更等が必
要となる場合も生じる。

前記特開昭６３−１５８３２７号公報に記載された等速
ジヨイントの場合は、トラニオンの外周面を球面状に形
成する事で、第５〜６図に於ける内側案内リング１３を
省略しているが、トラニオンの強度を保持する必要上、
やはり円筒ローラの外径を小さくする事は難しく、同様
の問題点があった。

又、第二の問題点としては、ころ軸受９を構成するこる
（ニードルを含む。本明細書全体に於いて同じ。）の全
長を長くする事が難しく、このころ軸受９の回転抵抗が
大きくなり易い事が挙げられる。

即ち、円筒ローラ１５の外径を同じと仮定して、等速ジ
ヨイント１０の外径寸法（ハウジング２の外径寸法Ｄ）
を小さくする為には、上記円筒ローラ１５．１５、及び
この円筒ローラ１５．１５と各トラニオン７との間に存
在する部材１３．１４．９を、総てトリポット５に固設
された３本のトラニオン７の最小外接円ａ（本発明の実
施例を示す第１図参照）の内側に配置する事が、効果が
あるが、この条件（総ての部材１３．１４．９を、トリ
ポット５に固設された３本のトラニオン７の最小外接円
ａの内側に配置する事）を満たしつつ、ころ軸受９を、
第５図に示す様に、外側案内リング１４の外周面と円筒
ローラ１５の内周面との間に設けた場合、上記ころ軸受
９を構成する複数のころの長さ寸法が小さくなってしま
う。

ころ軸受９を構成するころの長さ寸法が短くなった場合
、各ころが、ころ軸受９の中心軸（トラニオン７の中心
と一致する）に対して傾斜し易く（スキューし易く）な
る。ころ軸受９を構成する複数のころがスキューした場
合、このころ軸受９の転がり抵抗が大きくなり、円筒ロ
ーラ１５とハウジング２の凹部３．３の内側面１６との
間が変位する場合の抵抗が大きくなる為、好ましくない
。

ころを保持器により保持すれば、ころがスキューする事
を防止出来るが、部品点数増大により製作費が高くなる
だけでなく、外側案内リング１４と円筒ローラ１５との
間に組み付けられるころの数が少なくなり、１本のころ
に加わる荷重が増す為、フレッティング摩耗が生じ易く
なる等、保持器を使用する事は好ましくない。

前記実開昭６２−４９０２３号公報には、トラニオンの
外周面にころ軸受を介して回転自在に支持された球面ロ
ーラに、外周面を円筒面とした円筒ローラを外嵌した構
造が記載されているが、外側に存在する円筒ローラの幅
寸法が、内側に存在する球面ローラの幅寸法よりも大き
い為、上記トラニオンが進入する凹部を有するハウジン
グの外形を小さくする事が出来ず、等速ジヨイントの小
型化を図れないものであった。

この事を逆に言うと、前記実開昭６２−４９０２３号公
報に記載された構造の場合、敢えて等速ジヨイントの小
型化を図ろうとした場合には、ころ軸受を構成する、複
数のころの全長が短くなり、このころ軸受の転がり抵抗
が大きくなり易い。

本発明のトリポット型等速ジヨイントは、上述の様な不
都合を、何れも解消するものである。

（課題を解決する為の手段）本発明のトリポット型等速ジヨイントは、それぞれがハ
ウジングの直径方向と平行な１対の平坦な軌道面を有す
る３個の凹部を、内周面に等間隔に設け、第一の回転軸
の端部に固定される中空筒状のハウジングと、このハウ
ジングの上記３個の凹部内に進入する３本のトラニオン
を外周面に固設し、第二の回転軸の端部に固定されるト
リポットと、外周面を球状凸面とし、ころ軸受を介して
、上記各トラニオンの外周面に回転自在に支持された球
面ローラと、この球面ローラの幅寸法よりも小さな幅寸
法に形成すると共に、外周面を上記１対の軌道面と転接
する円筒面とし、上記球面ローラに外嵌した円筒ローラ
とから構成されている。

そして、ころ軸受と球面ローラと円筒ローラとを、トリ
ポットに固設された３本のトラニオンの最小外接円の内
側に配置している。

更に好ましくは、円筒ローラと球面ローラとの間に、円
筒ローラの軸心が球面ローラの軸心に対して全方位方向
に傾斜する角度を制限する為の制限機構を設け、この制
限機構により制限される角度と、等速ジヨイントの調心
角とをほぼ等しくしている。

（作　　用）上述の様に構成される、本発明のトリポット型等速ジヨ
イントにより、第一、第二の両回転軸の間で回転力の伝
゛達を行なう場合の作用自体は、前述した従前の、或は
従来の改良型の等速ジヨイントの場合とほぼ同様である
。

但し、本発明の等速ジヨイントの場合、構成各部材の配
置及び寸法を工夫する事により、ころ軸受と球面ローラ
と円筒ローラとを、トリポットに固設された３本のトラ
ニオンの最小外接円の内側に配置している為、上記ころ
軸受を構成する複数のころの長さ寸法を十分に確保しつ
つ、ハウジングの外形寸法を小さくして、等速ジヨイン
トの小型化を図る事が出来る。

（実施例）次に１１図示の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳し
く説明する。

第１〜３図は本発明のトリポット型等速ジヨイントの実
施例を示しており、第１図は部分拡大断面図、第２図は
ハウジングを除いて分解した状態を示す斜視図、第３図
は球面ローラと円筒ローラとを組み合わせる状態を示す
分解斜視図である。

本発明のトリポット型等速ジヨイントを構成するハウジ
ング１７は、前述した、従来の改良型のトリポット型等
速ジヨイントを構成するハウジング２（第５〜６図参照
）と同様に、全体を中空な厚肉円筒状に形成されており
、内周面３箇所位置に凹部１８（第１図には１箇所のみ
示した。）を、互いに等間隔に形成している。上記各凹
部１８は、それぞれがハウジング１７の直径方向と平行
な、１対の平坦な軌道面１９．１９を有する。

尚、図示は省略したが、ハウジング１７の一端面には、
エンジン側回転軸等の、第一の回転軸の端部を結合固定
する為の結合部を設けている。

又、トリポット２０は、車輪側回転軸等、第二の回転軸
の端部を結合固定する為のボス部２１の外周面３箇所位
置に、上記ハウジング１７の内周面に形成された３個の
凹部１８内に進入する３本のトラニオン２２．２２を固
設する事により、構成されている。

短円柱状に形成された各トラニオン２２．２２の先端部
外周面には、後述する係止リング２３を嵌着する為の係
止溝２４を、全周に亙って形成している。

上記３本のトラニオン２２．２２の外側にはそれぞれ、
複数本のころ２５．２５で構成されるころ軸受２６を介
して球面ローラ２７を、回転自在に支承している。全体
を円輪状に形成されたこの球面ローラ２７は、内周面２
８を円筒面とし、外周面２９を、トラニオン２２の中心
線す上の点Ｃを中心とする球状凸面としており、この外
周面２９の一端部にその全周に亙って形成した係止凹溝
３０に、欠円環状の係止リング３２を、この係止リング
３２の一部が上記係止凹溝３０外に突出する状態で、装
着している。

上述の様に、ころ軸受２６を介して、球面ローラ２７を
回転自在に支承したトラニオン２２の先端部には、円環
状の案内リング３１を外嵌し、更にこの案内リング３１
よりも先端寄り部分に存在する前記係止溝２４に、係止
リング２３を嵌着する事で、上記案内リング３１がトラ
ニオン２２ｈ・ら抜は出るのを防止している。

更に、上述の様にしてトラニオン２２の外側に、回転自
在に支承された球面ローラ２７の外側には、円筒ローラ
３３を外嵌支持している。

全体を円環状に形成されたこの円筒ローラ３３は、上記
球面ローラ２７の幅寸法Ｗよりも小さな幅寸法Ｗに形成
され、外周面３４を、前記ハウジング１７の内周面の凹
部１８に設けた、１対の軌道面１９．１９と転接する円
筒面とし、内周面３５を、上記球面ローラ２７の外周面
２９と整合する球状凹面としている。

円筒ローラ３３の一端面開口縁部の、直径方向反対位置
には、第３図に示す様に、球面ローラ２７を通過させ得
る、１対の切り欠き３６．３６を形成し、外周面２９を
球状凸面とした球面ローラ２７と、内周面３５を球状凹
面とした円筒ローラ３３との組み合わせを自在としてい
る。

両ローラ２７．３３同士を、第１〜２図に示す様な、円
筒ローラ３３の内側に球面ローラ２７が存在する状態に
組み合わせる場合には、先ず第３図に示す様に、両ロー
ラ２７．３３の中心軸同士を９０度ずらした状態のまま
、両ローラ２７．３３同士を互いに近付け、球面ローラ
２７の直径方向両端部を、円筒ローラ３３の開口縁部に
形成した切り欠き３６．３６の内側を通過させる。この
様にして、球面ローラ２７の直径方向両端部を切り欠き
３６．３６の内側を通過させ、球面ローラ２７を円筒ロ
ーラ３３の内側に位置させたならば、切り欠き３６．３
６を結ぶ方向の直径を軸として、球面ローラ２７を９０
度回転させれば、この球面ローラ２７と円筒ローラ３３
とが、第１〜２図に示した状態に組み合わされる。

上述の様な大きさの関係を有し、同じく上述の様な順番
（位置関係）で、トリポット２０に固設された３本のト
ラニオン２２．２２の外側に支承゛された、ころ軸受２
６と球面ローラ２７と案内リング３１と円筒ローラ３３
とは、何れの部材２６．２７．３１．３３も、上記３本
のトラニオン２２．２２の最小外接円ａの内側に配置さ
れている。

即ち、トリポット側組立体３７（等速ジヨイントからハ
ウジング１７を除いたもの）で最も外側に迄突出する部
分は、３本のトラニオン２２．２２の先端縁であり、他
の部材２６．２７．３１．３３がこれよりも突出する事
はない。

又、前記円筒ローラ３３は前記球面ローラ２７に対して
、それぞれが球面状に形成された外周面２９と内周面３
５との摺動に伴ない、全方位方向に亙って自在に変位す
るが、この際に於ける変位量は、球面ローラ２７の外周
面２９端部の係止凹溝３０に装着した係止リング３２と
、円筒ローラ３３の端縁部との係合により、角度αの範
囲内に制限されている。そして、この角度αは、等速ジ
ヨイントの偏心運動に基づく調心角とほぼ等しくしてい
る。等速ジヨイントの調心角は、この等速ジヨイントを
介して互いに結合される、第一第二の回転軸同士の成す
角度が最も大きくなった場合でも２．５度程度である為
、上記係止リング２３により円筒ローラ３３の変位を制
限する角度αの値も、小さいもので足りる。

上述の様に構成される本発明の等速ジヨイントにより、
第一、第二の両回転軸の間で回転力の伝達を行なう場合
の作用自体は、前述した従前の、或は従来の改良型の等
速ジヨイントの場合とほぼ同様である。

即ち、例えばハウジング１７に一端を結合固定した第一
の回転軸が回転した場合、この回転力は、上記ハウジン
グ１７から円筒ローラ３３、球面ローラ２７、ころ軸受
２６、トラニオン２２を介して、トリポット２０のボス
部２１に伝わり、このボス部２１を端部に固定した第二
の回転軸を、前記第一の回転軸と等速で回転させる。

但し、本発明の等速ジヨイントの場合、ころ軸受２６を
最も内側（トラニオン２２寄り）に設けると共に、外側
に存在する円筒ローラ３３の幅寸法Ｗを内側に存在する
球面ローラ２７の幅寸法Ｗよりも小さくする（ＷＯＷ）
等、構成各部材２６．２７．３３の位置関係と大きさの
関係とを工夫している為、ころ軸受２６と球面ローラ２
７と円筒ローラ３３とを、総てトリポット２ｏに固設さ
れた３本のトラニオン２２の最小外接円ａの内側に配置
する事が可能となった。

そして、この様に構成各部材をトラニオン２２の最小外
接円ａの内側に配置する事により、トリポット側組立体
３７と組み合わされるハウジング１７の外径寸法を小さ
くして、等速ジヨイントの小型化を図る事が可能となっ
た。

これと同時に、ころ軸受２６を構成する複数のころ２５
．２５の長さ寸法も、十分に大きくする事が可能となる
為、各ころ２５．２５がスキューし難くなり、保持器を
用いなくても、上記ころ軸受２６の転がり抵抗を、十分
に小さいままに保持する事が可能となる。

尚、等速ジヨイントを構成するハウジング１７とトリポ
ット２０との変位に基づき、円筒ローラ３３の転がり方
向が、トラニオン２２の軸心と直角な方向に対して、等
速ジヨイントの偏心運動に基づく調心色分だけ、ずれる
場合が生じるが、上記調心角は前述の様に、最大で２，
５度程度と小さく、しかも円筒ローラ３３は、球面ロー
ラ２７との相対的変位に基づき、このずれ分だけはトラ
ニオン２２に対して転勤方向を変換する事が出来る為、
円筒ローラ３３の転がり方向がトラニオン２２の軸心と
直角な方向に対してずれた場合でも、円筒ローラ３３の
外周面３４とハウジング１７側の軌道面１９．１９との
間に大きな摩擦力が働く事はない。

従って、等速ジヨイントによる回転力伝達が、常に軽い
力で行なわれる。

（発明の効果）本発明は、以上に述べた通り構成され作用する為、第二
の回転軸の軸方向に大きな力が加わらすに、撮動が発生
し難く、しかも大きな抵抗を生じる事なく、円滑な回転
力伝達を行なう等速ジヨイントを、小型、且つ安価に製
作する事が出来る。

特に、従前から使用されていた等速ジヨイントと同じ外
径寸法で、性能の良い等速ジヨイントを提供する事が可
能となる為、車体等、等速ジヨイントを設ける部分に設
計変更を加える事なく、ＦＦ車の駆動系等、等速ジヨイ
ントを設けた回転伝達機構の性能向上を図る事が可能と
なる。しかも、この場合に於いて、等速ジヨイントに付
属させる防塵用のブーツやブーツバンド等を、従前から
のものをそのまま使用する事も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明のトリポット型等速ジヨイントの実
施例を示しており、第１図は部分拡大断面図、第２図は
ハウジングを除いて分解した状態を示す斜視図、第３図
は球面ローラと円筒ローラとを組み合わせる状態を示す
分解斜視図、第４図は従前のトリポット型等速ジヨイン
トの部分拡大断面図、第５〜６図は従来の改良型等速ジ
ヨイントを示しており、第５図は部分切断正面図、第６
図は第５図のＡ−Ａ断面図である。１：等速ジヨイント、２：ハウジング、３：凹部、４：
内側面、５ニトリボツト、６：ボス部、７：トラニオン
、８：球面ローラ、９：ころ軸受、１０：等速ジヨイン
ト、１１：第一の回転軸、１２：第二の回転軸、１３：
内側案内リング、１４：外側′案内リング、１５：円筒
ローラ、１６：内側面、１７：ハウジング、１８：凹部
、１９：軌道面、２０ニトリボツト、２１：ボス部、２
２：トラニオン、２３：係止リング、２４：係止溝、２
５：ころ、２６：ころ軸受、２７：球面ローラ、２８：
内周面、２９：外周面、３０：係止凹溝、３１：案内リ
ング、３２：係止リング、３３：円筒ローラ、３４：外
周面、３５：内周面、３６：切り欠き、３７：トリポッ
ト側組立体。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれがハウジングの直径方向と平行な１対の
平坦な軌道面を有する３個の凹部を、内周面に等間隔に
設け、第一の回転軸の端部に固定される中空筒状のハウ
ジングと、このハウジングの上記３個の凹部内に進入す
る３本のトラニオンを外周面に固設し、第二の回転軸の
端部に固定されるトリポットと、外周面を球状凸面とし
、ころ軸受を介して、上記各トラニオンの外周面に回転
自在に支持された球面ローラと、この球面ローラの幅寸
法よりも小さな幅寸法に形成すると共に、外周面を上記
１対の軌道面と転接する円筒面とし、上記球面ローラに
外嵌した円筒ローラとから成り、ころ軸受と球面ローラ
と円筒ローラとを、トリポットに固設された３本のトラ
ニオンの最小外接円の内側に配置したトリポット型等速
ジョイント。
（２）円筒ローラと球面ローラとの間に、円筒ローラの
軸心が球面ローラの軸心に対して全方位方向に傾斜する
角度を制限する為の制限機構を設け、この制限機構によ
り制限される角度と調心角とをほぼ等しくした、請求項
１に記載のトリポット型等速ジョイント。