JPH0567821U - トリポード型等速ジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】円筒ローラ５の破壊強度を向上させる事で、耐
久性並びに信頼性を向上させる。 【構成】トラニオン９の外周面に回転自在に支持した球
面ローラ４に、円筒ローラ５を外嵌する。この円筒ロー
ラ５の内周面１８の直径方向反対位置に、前記球面ロー
ラ４組み付け用の入れ溝１９、１９を設ける。前記円筒
ローラ５の軸方向に亙る前記入れ溝１９、１９の幅寸法
ｗを、この円筒ローラ５の幅寸法Ｗの１／２未満とす
る。前記球面ローラ４の外周面１４及び円筒ローラ５の
内周面１８の中心ｏと前記入れ溝１９、１９の内端縁と
を結ぶ直線をａとする。前記中心ｏを通り、前記トラニ
オン９の軸心に対して直交する直線をｂとする。これら
両直線ａ、ｂのなす角度αを４度以上とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係るトリポード型等速ジョイントは、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。

【０００２】

【従来の技術】

前置エンジン前輪駆動車（ＦＦ車）の場合、前輪が独立懸架式となる場合が多 く、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 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、等速ジ ョイントを介して、両回転軸同士を連結する。

【０００３】 この為従来から、例えば特開平２−２８６９２０号公報に記載されている様な 等速ジョイントを使用して、同一直線上に存在しない回転軸の端部同士を、互い に連結していた。この等速ジョイントは、図１〜２に示す様なトリポード１と、 図４〜５に示す様なハウジング２とを、ころ３、３、球面ローラ４、円筒ローラ ５を介して、図２に示す様に組み合わせる事で構成される。

【０００４】 この内のハウジング２は、一端が開口した中空筒状に形成され、互いに回転力 を伝達すべき１対の回転軸の内の一方の回転軸の端部に固定される。このハウジ ング２の内周面３箇所位置には凹部６、６を、放射方向に亙って互いに等間隔に 形成している。各凹部６、６の内側面７、７は、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。

【０００５】 一方、前記１対の回転軸の内の他方の回転軸の端部に固定されるトリポード１ は、上記他方の回転軸の端部に固定する為のボス部８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６、６内に進入する、３本のトラニオン９ 、９を固設している。短円柱状に形成された各トラニオン９、９の先端部外周面 には、係止リング１０を嵌着する為の係止溝１１を、全周に亙って形成している 。

【０００６】 上記３本のトラニオン９、９の周囲には球面ローラ４を、それぞれ複数本のこ ろ１１、１１を介して、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４は、内周面１３を円筒面とし、外周面１４を、トラニオン９の中 心線上の点を中心とする球状凸面としている。

【０００７】 この様に、複数のころ３、３を介して、球面ローラ４を回転自在に支承したト ラニオン９の先端部には、円環状の案内リング１５を外嵌している。そして、こ の案内リング１５よりも先端寄り部分に存在する前記係止溝１１に、係止リング １０を嵌着する事で、上記案内リング１５がトラニオン９から抜け出るのを防止 している。

【０００８】 更に、上述の様にしてトラニオン９の外側に、回転自在に支承された球面ロー ラ４の外側には、円筒ローラ５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５は、外周面１６を、前記ハウジング２の内周面の凹部６、６に 設けた、１対の軌道面１７、１７（図４〜５）と転接する円筒面とし、内周面１ ８を、上記球面ローラ４の外周面１４と摺接する球状凹面としている。

【０００９】 円筒ローラ５の一端面開口縁部の、直径方向反対位置には、図３に示す様に、 球面ローラ４を通過させ得る、１対の入れ溝１９、１９を形成し、外周面１４を 球状凸面とした球面ローラ４と、内周面１８を球状凹面とした円筒ローラ５との 組み合わせを自在としている。

【００１０】 両ローラ４、５同士を、図１〜２に示す様な、円筒ローラ５の内側に球面ロー ラ４が存在する状態に組み合わせる場合には、先ず図３に示す様に、両ローラ４ 、５の中心軸同士を９０度ずらした状態のまま、両ローラ４、５同士を互いに近 付け、球面ローラ４の直径方向両端部を、円筒ローラ５の開口縁部に形成した入 れ溝１９、１９の内側を通過させる。この様にして、球面ローラ４の直径方向両 端部を入れ溝１９、１９の内側を通過させ、球面ローラ４を円筒ローラ５の内側 に位置させたならば、入れ溝１９、１９を結ぶ方向の直径を軸として、球面ロー ラ４を９０度回転させれば、この球面ローラ４と円筒ローラ５とが、図１〜２に 示した状態に組み合わされる。従って、前記各入れ溝１９、１９の円周方向に亙 る長さ寸法Ｌは、前記球面ローラ４の厚さ寸法Ｔ以上（Ｌ≧Ｔ）以上としている 。

【００１１】 上述の様に構成されるトリポード型等速ジョイントにより、１対の回転軸の間 で回転力の伝達を行なう場合、例えばハウジング２に一端を結合固定した駆動側 の回転軸を回転させると、この回転力は、上記ハウジング２から円筒ローラ５、 球面ローラ４、複数のころ３、３、トラニオン９を介して、トリポード１のボス 部８に伝わり、このボス部８を端部に固定した従動側の回転軸を、前記駆動側の 回転軸と等速で回転させる。

【００１２】 １対の回転軸同士が直線上に位置せず、前記トリポード１の中心軸と前記ハウ ジング２の中心軸とが折れ曲がる場合には、各円筒ローラ５が前記軌道面１７上 で変位する事で、この折れ曲がりを許容する。

【００１３】

【考案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、従来のトリポード型等速ジョイント の場合、次に述べる様な問題を生じる。

【００１４】 即ち、１対の回転軸同士の間で回転力の伝達を行なう際に、円筒ローラ５の外 周面１６にはハウジング２の軌道面１７により、図６に示す様に、この外周面１ ６を直径方向内方に押圧する強い力Ｆが加わる。一方、前記円筒ローラ５の内周 面１８には、この円筒ローラ５と球面ローラ４とを組み合わせる為の入れ溝１９ 、１９が形成されている為、前記１対の回転軸の回転に伴なってこの入れ溝１９ 、１９が、図７に示す様に、前記軌道面１７、１７に対向する瞬間が存在する。

【００１５】 入れ溝１９部分では、球面ローラ４の外周面１４と円筒ローラ５の内周面１８ とが離隔しており、この入れ溝１９部分では前記力Ｆを支承出来ない為、上述の 様に、入れ溝１９が軌道面１７に対向した場合、図８に矢印で示す様に、この入 れ溝１９の両端部近傍で前記力Ｆを支承する事になる。そして、前記入れ溝１９ の円周方向中央部Ａを中心として繰り返し弾性変形する事で材料が疲労し、比較 的早期に破損し易くなる。

【００１６】 勿論、前記円筒ローラ５の厚さ寸法を大きくする事で、弾性変形量を少なく抑 えれば、材料の疲労による破損を発生しにくく出来るが、代わりにトリポード型 等速ジョイントが大型化し、重量が増大する事が避けられない。

【００１７】 本考案のトリポード型等速ジョイントは、上述の様な不都合を解消するもので ある。

【００１８】

【課題を解決する為の手段】

本考案のトリポード型等速ジョイントは、前述した従来のトリポード型等速ジ ョイントと同様に、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ード 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、外周面を上記１対の軌道面と転接する円筒面 とし、内周面を上記球状凸面と摺接する球状凹面とすると共に上記球面ローラに 外嵌し、内周面の直径方向反対位置に前記球面ローラ組み付け用の入れ溝を有す る円筒ローラとから構成される。

【００１９】 特に、本考案のトリポード型等速ジョイントに於いては、前記円筒ローラの軸 方向に亙る前記入れ溝の幅寸法ｗを、この円筒ローラの幅寸法Ｗの１／２未満と すると共に、前記球状凸面及び球状凹面の中心と前記入れ溝の内端縁とを結ぶ直 線をａとし、前記中心を通り、前記トラニオンの軸心に対して直交する直線をｂ とした場合に、これら両直線ａ、ｂのなす角度αを４度以上とした事を特徴とし ている。

【００２０】

【作用】

上述の様に構成される、本考案のトリポード型等速ジョイントにより、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、前述した従来の トリポード型等速ジョイントの場合とほぼ同様である。

【００２１】 特に、本考案のトリポード型等速ジョイントの場合、入れ溝を形成する部分を 限定している為、この入れ溝とハウジングの軌道面とが対向した状態で、この軌 道面から円筒ローラに強い力が加えられた場合にも、円筒ローラの内周面と球面 ローラの外周面とが、この円筒ローラに加えられる力の中心部分の十分に広い面 積部分に於いて当接する。

【００２２】 この為、前記円筒ローラの入れ溝形成部分の弾性変形量が少なくなり、この円 筒ローラが破損しにくくなる。

【００２３】

【実施例】

次に、本考案の効果を確認する為、本考案者が行なった実験に就いて説明する 。本考案のトリポード型等速ジョイントは、前述した従来のトリポード型等速ジ ョイントと同様、図１〜３に示す様に構成されている。円筒ローラ５の内周面１ ８に形成した入れ溝１９、１９の寸法を除き、各部材の形状等は、前述した従来 のトリポード型等速ジョイントと同様である為、同等部分には同一符号を付して 、重複する説明を省略する。

【００２４】 本考案のトリポード型等速ジョイントに於いては、特に、円筒ローラ５の軸方 向に亙る前記入れ溝１９、１９の幅寸法ｗを、この円筒ローラ５の幅寸法Ｗの１ ／２未満（ｗ＜Ｗ／２）としている。これと共に、球面ローラ４の外周面１４に 形成した球状凸面及び円筒ローラ５の内周面１８に形成した球状凹面の中心ｏと 前記入れ溝１９、１９の内端縁とを結ぶ直線をａとし、前記中心ｏを通り、トラ ニオン９の軸心ｘに対して直交する直線をｂとした場合に、これら両直線ａ、ｂ のなす角度αを４度以上とした事を特徴としている。

【００２５】 尚、前記角度αの上限値は、前記円筒ローラ５の内側に前記球面ローラ４を押 し込める様に、各ローラ４、５の材質、直径、厚さ寸法等を勘案して、設計的配 慮により決定するが、例えば自動車の駆動系に組み込んだ状態で使用されるトリ ポード型等速ジョイントの場合、次の様な態様が考えられる。即ち、各ローラ４ 、５をＳＵＪ２により造り、硬度をそれぞれＨＲＣ６０とし、球面ローラ４の外 径寸法を３２mm、幅寸法を１５mmとし、円筒ローラ５の外径寸法を４２mm、幅寸 法を１５mmとした場合に、前記角度αの上限値は、約５．５度となる。

【００２６】 前記角度αを４度以上とした、本考案のトリポード型等速ジョイントの効果を 確認する為、図９に示す様に、静的な破壊試験として、円筒ローラ５を基台２０ と押圧片２１との間で挟持し、両部材２０、２１の間で前記円筒ローラ５を押圧 した。試験片としては、次の第１表に示した２種類のものを６個ずつ、合計１２ 個使用した。

【００２７】 第１表

【表１】

【００２８】 試験は、円筒ローラ５の内周面に形成した入れ溝１９、１９を、図９に示す様 に、前記基台２０と押圧片２１とを結ぶ直線上に配置した状態で、この円筒ロー ラ５を、その一部が破損する迄押圧し、破損した際の荷重（トン）により、破壊 強度を求めた。

【００２９】 前記１２個の試験片の内、６個の試験片は、トリポード型等速ジョイントを構 成する事なく、円筒ローラ５単体で破壊強度を測定した。この結果を、図１０（ Ａ）に示す。この図１０（Ａ）に於ける黒点の竪軸位置は、試験片である円筒ロ ーラ５の一部が破損した瞬間に於いて、この円筒ローラ５に加えられている荷重 の大きさを表わしている。そして、この図１０（Ａ）に示した試験結果から、前 記角度αを４度以上とした場合（試験片番号１）と、４度以下とした場合（試験 片番号２）とで、円筒ローラ５単体としての破壊強度は殆ど変わらない事が解る 。

【００３０】 次に、同様の試験を残り６個の試験片に就いて、トリポード型等速ジョイント として組み立てた状態で行なった。この試験の結果を、次の第２表及び図１０（ Ｂ）に示す。

【００３１】 第２表

【表２】

【００３２】 この試験結果から、前記角度αを４度以上とすると、球面ローラ４と円筒ロー ラ５とをトリポード型等速ジョイントに組み付けた状態に於いては、円筒ローラ ５の破壊強度が向上する事が解る。

【００３３】 又、前記第１表に示した様に、トリポード型等速ジョイントに組み付けた状態 での、標準的な耐久試験に於いても、前記角度αを４度以上とすれば合格したが 、この角度αが２．５度のものは不合格となった。

【００３４】

【考案の効果】

以上に述べた様に、本考案のトリポード型等速ジョイントは、円筒ローラの破 壊強度を向上させて、この円筒ローラの破損に基づく故障を防止し、耐久性並び に信頼性に優れたトリポード型等速ジョイントを提供出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の対象となるトリポード型等速ジョイン
トを、ハウジングを除いて分解した状態で示す斜視図。

【図２】ハウジングと組み合わせた状態を示す要部断面
図。

【図３】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。

【図４】ハウジングの端面図。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図。

【図６】使用時に円筒ローラに加わる力を説明する為の
図。

【図７】図６の上方から見た図。

【図８】図７の状態から円筒ローラのみを取り出して示
す図。

【図９】破壊強度試験の状態を示す図。

【図１０】破壊強度試験の結果を示すグラフ。

【符合の説明】

１ トリポード ２ ハウジング ３ ころ ４ 球面ローラ ５ 円筒ローラ ６ 凹部 ７ 内側面 ８ ボス部 ９ トラニオン １０ 係止リング １１ 係止溝 １３ 内周面 １４ 外周面 １５ 案内リング １６ 外周面 １７ 軌道面 １８ 内周面 １９ 入れ溝 ２０ 基台 ２１ 押圧片

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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ードと、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、外周面を上記
   １対の軌道面と転接する円筒面とし、内周面を上記球状
   凸面と摺接する球状凹面とすると共に上記球面ローラに
   外嵌し、内周面の直径方向反対位置に前記球面ローラ組
   み付け用の入れ溝を有する円筒ローラとから成るトリポ
   ード型等速ジョイントに於いて、前記円筒ローラの軸方
   向に亙る前記入れ溝の幅寸法ｗを、この円筒ローラの幅
   寸法Ｗの１／２未満とすると共に、前記球状凸面及び球
   状凹面の中心と前記入れ溝の内端縁とを結ぶ直線をａと
   し、前記中心を通り、前記トラニオンの軸心に対して直
   交する直線をｂとした場合に、これら両直線ａ、ｂのな
   す角度αを４度以上とした事を特徴とするトリポード型
   等速ジョイント。