WO2011099465A1 - 摺動式トリポード型等速ジョイント - Google Patents

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raceway groove
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憲司 大磯
豊 松野
良成 酒井
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株式会社ジェイテクト
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    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D3/205Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
    • F16D3/2055Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part having three pins, i.e. true tripod joints
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D2003/2026Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints with trunnion rings, i.e. with tripod joints having rollers supported by a ring on the trunnion

Definitions

  • the present invention relates to a sliding tripod type constant velocity joint.
  • the constant velocity joint has a configuration in which a plurality of rolling elements are interposed between the tripod shaft portion and the roller, and the roller is inserted into the raceway groove of the outer ring.
  • a contact state between the outer peripheral surface of the roller and the raceway groove of the outer ring a circular contact that contacts at a partial position and an angular contact that contacts at two sites are disclosed.
  • the induced thrust force generated in the axial direction of the outer ring is reduced in the angular contact compared to the circular contact.
  • this induced thrust force causes the vibration and noise of the vehicle body, and affects the NVH performance of the vehicle.
  • the outer ring constituting the tripod type constant velocity joint has three raceway grooves. Therefore, the shape of the outer ring is irregular. Therefore, the rigidity in the raceway groove of the outer ring varies depending on the part.
  • the outer ring is deformed by a load received from the roller.
  • the contact between the raceway groove of the outer ring and the roller is an angular contact, the portion of the outer peripheral surface of the roller that contacts the raceway groove of the outer ring changes due to the deformation of the outer ring. This is because the relative position of the raceway groove of the outer ring with respect to the outer peripheral surface of the roller changes due to the deformation of the outer ring.
  • the reaction force received from the raceway groove of the outer ring at each contact position of the roller of the angular contact is transmitted between the power, joint angle, and It fluctuates with respect to a desired ratio according to the rotational phase of the tripod. If it does so, the reaction force which one of each contact position of a roller receives from a raceway groove will become high, and the stress which arises in a part of roller will become large. An increase in the stress applied to the roller naturally causes a decrease in the durability of the roller. Furthermore, since the load transmitted from the roller to the tripod shaft through the rolling elements also fluctuates, the durability of the tripod shaft may be reduced. Although it is conceivable to increase the thickness of the outer ring so that the outer ring is not deformed, there is a problem that the outer ring is enlarged in this case.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a sliding tripod type constant velocity joint capable of improving the durability of the roller and tripod shaft portion even when the outer ring is deformed by power transmission is provided.
  • the purpose is to provide.
  • the sliding tripod constant velocity joint is An outer ring formed in a cylindrical shape and formed with three raceway grooves extending in the outer ring rotation axis direction on the inner peripheral surface; A boss part connected to the shaft, and three tripod shaft parts that are erected so as to extend radially outward of the boss part from the outer peripheral surface of the boss part and are inserted into the track grooves,
  • a tripod comprising: A roller formed in an annular shape, rotatably supported on the outer peripheral side of each of the tripod shafts, and disposed so as to roll in the raceway groove;
  • a tripod type constant velocity joint comprising: The raceway groove of the outer ring and the outer peripheral surface of the roller are in contact with each other at two parts serving as an angular contact,
  • the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the outer ring rotation axis in the raceway groove of the outer ring is formed in an arc shape having a first radius of curvature with the first position as the center,
  • the raceway groove of the outer ring is formed in an arc shape having the first radius of curvature. Only the first position) moves, and the relative shape of the raceway groove of the outer ring with respect to the roller does not change. Therefore, even if the outer ring is deformed, the part that contacts the raceway groove of the outer ring on the outer peripheral surface of the roller is always the same part. As a result, the reaction force that the roller receives from the raceway groove of the outer ring is always received from the same position (first contact portion and second contact portion).
  • the contact surface shape of each of the first contact site and the second contact site on the outer peripheral surface of the roller and the raceway groove is a circle. Alternatively, it may be oval.
  • the shape of the contact surface between the roller and the raceway groove of the outer ring is a circle or an ellipse.
  • both are slightly elastically deformed. Therefore, both are not in point contact, but both are in surface contact.
  • the contact surface is made to be circular or elliptical as in the present invention, so that the contact surface is not chipped.
  • the lack of the contact surface means a state in which the range that can be originally contacted is cut off in the middle.
  • the contact surface is chipped, the stress concentrates on the chipped portion and receives a large stress.
  • stress concentration can be avoided. Therefore, the durability of the roller can be improved.
  • a space between the first contact portion and the second contact portion is continuous with respect to the first contact portion and the second contact portion. You may make it form so that it may connect by a curve.
  • the contact surface shape between the roller and the raceway groove of the outer ring can be circular or elliptical. Therefore, concentration of stress on the roller can be avoided. Therefore, the durability of the roller can be improved.
  • a fourth position where the shape between the first contact portion and the second contact portion is radially outward from the outer peripheral surface of the roller.
  • the range of the 1st contact part in the outer peripheral surface of a roller and the 2nd contact part is securable. Therefore, it can be ensured that the contact surface shape between the roller and the raceway groove of the outer ring is circular or elliptical. Therefore, concentration of stress on the roller can be avoided. Therefore, the durability of the roller can be improved.
  • the sliding tripod constant velocity joint may be formed such that the roller swings with respect to the raceway groove.
  • the roller shaft corresponds to a state in which the angle with respect to the direction in which the raceway groove of the outer ring extends (outer ring rotating shaft) always varies.
  • the raceway groove of the outer ring is formed in an arc shape having the same radius of curvature, so even if the roller swings with respect to the raceway groove of the outer ring, the outer ring on the outer circumferential surface of the roller.
  • the part that contacts the track groove is always the same part (the first contact part and the second contact part). Therefore, even in the constant velocity joint having such a configuration, the fluctuation of the stress generated in the roller can be surely suppressed, so that the durability of the roller can be improved.
  • the sliding tripod constant velocity joint further includes a plurality of axial rolling elements interposed between the outer peripheral surface of the tripod shaft portion and the inner peripheral surface of the roller so as to allow rolling,
  • the roller may be provided so as to be movable in the axial direction of the tripod shaft portion with respect to the tripod shaft portion, and may be provided so as to be restricted from swinging with respect to the tripod shaft portion.
  • the roller swings with respect to the raceway groove of the outer ring. Even if it is applied to the constant velocity joint according to such a configuration, it is possible to reliably suppress the fluctuation of the stress generated in the roller.
  • 1st embodiment It is radial direction sectional drawing of a part of constant velocity joint.
  • 3 is an enlarged partial sectional view of a roller 30 in the axial direction.
  • FIG. It is a figure which shows the front view of the roller 30, and shows about the 1st, 2nd contact site
  • 1st embodiment (a) It is a figure which shows about the contact site
  • Comparative example (a) It is a figure which shows about the contact site
  • Second Embodiment An enlarged partial cross-sectional view of the roller 130 in the axial direction.
  • 3rd embodiment It is an expanded partial sectional view of the axial direction of the roller 230.
  • the sliding tripod type constant velocity joint of the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the sliding tripod type constant velocity joint is used, for example, for connecting a power transmission shaft of a vehicle. Specifically, it is used for a connecting portion between a shaft portion connected to a differential gear and a drive shaft.
  • the sliding tripod type constant velocity joint includes an outer ring 10, a tripod 20, a roller 30, a plurality of axial rolling elements 40, a retainer 50, and a snap ring 60.
  • the outer ring 10 is formed in a bottomed cylindrical shape, and the outer bottom surface of the outer ring 10 is connected to a differential gear.
  • Three raceway grooves 11 extending in the direction of the outer ring rotation axis are formed at equal intervals on the inner peripheral surface of the outer ring 10. In FIG. 1, only one track groove 11 is shown.
  • the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the outer ring rotation axis on the groove side surfaces on both sides of the raceway groove 11 is formed in an arc shape having a first position radius R1 with the first position P1 on the central axis of the tripod shaft portion 22 as the center position. Has been.
  • the central axis of the tripod shaft portion 22 passing through the first position P1 at a joint angle of 0 ° is referred to as the Y axis
  • the axis passing through the first position P1 and orthogonal to the outer ring rotation axis and orthogonal to the Y axis is referred to as the X axis.
  • the tripod 20 is disposed inside the outer ring 10.
  • the tripod 20 includes a boss portion 21 and three tripod shaft portions 22.
  • the boss portion 21 is formed in a cylindrical shape, and spline inner teeth 21a are formed on the inner peripheral side thereof.
  • the spline inner teeth 21a mesh with spline outer teeth at the end of a drive shaft (not shown).
  • hub part 21 is formed in the substantially spherical convex shape.
  • Each tripod shaft portion 22 is erected so as to extend from the outer peripheral surface of the boss portion 21 outward in the radial direction of the boss portion 21. These tripod shaft portions 22 are formed at equal intervals (120 ° intervals) in the circumferential direction of the boss portion 21. At least the tip of each tripod shaft portion 22 is inserted into each raceway groove 11 of the outer ring 10. A ring groove 22 a is formed on the tip end side of the tripod shaft portion 22 over the entire circumference in the circumferential direction.

Abstract

 動力伝達によって外輪が変形したとしても、ローラおよびトリポード軸部の耐久性を向上することができる摺動式トリポード型等速ジョイントを提供する。 外輪の軌道溝とローラはアンギュラコンタクトとする。外輪の軌道溝の径方向断面形状は、第一位置を中心とした第一曲率半径からなる円弧状に形成される。ローラの第一接触部位の縦断面形状は、第一位置とは異なる第二位置を中心とし、第一曲率半径より小さな第二曲率半径からなる凸状曲線に形成される。ローラの第二接触部位の縦断面形状は、第一位置および第二位置とは異なる第三位置を中心とし、第一曲率半径より小さな第三曲率半径からなる凸状曲線に形成される。ローラの第一接触部位と第二接触部位との間における縦断面形状は、軌道溝に対して隙間を有する。

Description

摺動式トリポード型等速ジョイント
 本発明は、摺動式トリポード型等速ジョイントに関するものである。
 摺動式トリポード形等速ジョイントとして、例えば、特公平3-1528号公報および実開平3-121228号公報に開示されたものがある。当該等速ジョイントは、トリポード軸部とローラとの間に複数の転動体を介在させた構成からなり、ローラは、外輪の軌道溝に挿入されている。そして、上記公報には、ローラの外周面と外輪の軌道溝との接触状態として、一部位で接触するサーキュラコンタクトと、二部位で接触するアンギュラコンタクトが開示されている。そして、アンギュラコンタクトの方が、サーキュラコンタクトに比べて、外輪の軸方向に生じる誘起スラスト力が低減されると記載されている。なお、この誘起スラスト力は、車体の振動や騒音の発生原因となり、車両のNVH性能に影響を与える。
 ところで、トリポード型等速ジョイントを構成する外輪は、三箇所の軌道溝が形成されている。そのため、外輪の形状は、異形をなしている。従って、外輪の軌道溝における剛性が部位によって異なる。その結果、等速ジョイントが回転して外輪の軌道溝とローラとの間で大きな動力伝達が行われる場合に、外輪は、ローラから受ける荷重によって変形する。そして、外輪の軌道溝とローラとの接触をアンギュラコンタクトとしている場合には、外輪の変形によって、ローラの外周面において外輪の軌道溝に接触する部位が変化してしまう。これは、外輪が変形することによって、ローラの外周面に対する外輪の軌道溝の相対的な位置が変化することが原因である。
 このようにローラの外周面において外輪の軌道溝に接触する部位が変化すると、アンギュラコンタクトのローラのそれぞれの接触位置における外輪の軌道溝から受ける反力が、両者間で伝達する動力、ジョイント角およびトリポードの回転位相などに応じた所望の割合に対して変動する。そうすると、ローラのそれぞれの接触位置のうち一方が軌道溝から受ける反力が高くなり、ローラの一部分に生じる応力が大きくなる。ローラにかかる応力が大きくなることは、当然にローラの耐久性の低下の原因となる。さらに、ローラから転動体を介してトリポード軸部に伝達される荷重も変動するため、トリポード軸部の耐久性の低下の原因にもなる。なお、外輪が変形しないように外輪の厚みを大きくすることも考えられるが、この場合には外輪が大型化するという問題がある。
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、動力伝達によって外輪が変形したとしても、ローラおよびトリポード軸部の耐久性を向上することができる摺動式トリポード型等速ジョイントを提供することを目的とする。
 本発明に係る摺動式トリポード型等速ジョイントは、
 筒状に形成され、内周面に外輪回転軸方向に延びる3本の軌道溝が形成された外輪と、
 シャフトに連結されるボス部、および、前記ボス部の外周面からそれぞれ前記ボス部の径方向外方に延びるように立設されそれぞれの前記軌道溝に挿入される3本のトリポード軸部と、を備えるトリポードと、
 環状に形成され、それぞれの前記トリポード軸部の外周側に回転可能に軸支され、且つ、前記軌道溝に転動可能に配置されるローラと、
 を備えるトリポード型等速ジョイントであって、
 前記外輪の前記軌道溝と前記ローラの外周面とは、アンギュラコンタクトとなる二部位で接触し、
 前記外輪の前記軌道溝における前記外輪回転軸に直交する方向の断面形状は、第一位置を中心とした第一曲率半径からなる円弧状に形成され、
 前記ローラの外周面のうち前記軌道溝と接触する第一接触部位における前記ローラの軸方向の断面形状は、前記第一位置とは異なる第二位置を中心とし、前記第一曲率半径より小さな第二曲率半径からなる凸状曲線に形成され、
 前記ローラの外周面のうち前記軌道溝と接触する第二接触部位における前記ローラの軸方向の断面形状は、前記第一位置および前記第二位置とは異なる第三位置を中心とし、前記第一曲率半径より小さな第三曲率半径からなる凸状曲線に形成され、
 前記ローラの外周面のうち前記第一接触部位と前記第二接触部位との間における前記ローラの軸方向の断面形状は、前記軌道溝に対して隙間を有するように形成される。
 これにより、ローラが外輪の軌道溝との間で動力伝達される場合に外輪が変形したとしても、外輪の軌道溝が第一曲率半径からなる円弧状に形成されているため、円弧中心点(第一位置)が移動するのみで、ローラに対する外輪の軌道溝の相対的な形状は変化しない。従って、外輪が変形したとしても、ローラの外周面において外輪の軌道溝に接触する部位は、常に、同一部位となる。その結果、ローラが外輪の軌道溝から受ける反力は、常に同一位置(第一接触部位および第二接触部位)から受けることになる。そのため、外輪が変形したとしても、ローラの各接触部位が外輪の軌道溝から受ける反力は、伝達する動力、ジョイント角およびトリポードの回転位相などに応じた所望の割合となり、外輪の変形により変化することを抑制できる。従って、ローラに生じる応力の変動を抑制できるため、ローラの耐久性を向上することができる。さらに、ローラに生じる応力の変動が抑制できることにより、トリポード軸部の耐久性を向上することにもつながる。
 また、前記ローラと前記軌道溝との間で動力伝達している時に、前記ローラの外周面における前記第一接触部位および前記第二接触部位のそれぞれと前記軌道溝との接触面形状が、円または楕円形状をなしているようにしてもよい。
 つまり、ローラと外輪の軌道溝との接触面形状が、円または楕円形状をなすようにしている。ここで、ローラと外輪の軌道溝とが接触する際には、両者は僅かながら弾性変形する。従って、両者が点接触するのではなく、両者は面接触することになる。そして、面接触する際において、本発明のように、接触面形状を円形状または楕円形状となるようにすることで、接触面に欠けが生じていない状態となる。接触面の欠けとは、本来接触できる範囲が途中で切れている状態を意味する。そして、接触面に欠けが生じている場合には、その欠けの部分において、かかる応力が集中し、大きな応力を受けることになる。しかし、本発明によれば、応力集中を回避できる。従って、ローラの耐久性を向上できる。
 また、前記ローラの外周面の前記ローラの軸方向の断面において、前記第一接触部位と前記第二接触部位との間が、前記第一接触部位および前記第二接触部位に対して連続的な曲線により接続されるように形成されているようにしてもよい。
 これにより、ローラと外輪の軌道溝との接触面形状が円形状または楕円形状をなすようにできる。従って、ローラに応力が集中することを回避できる。従って、ローラの耐久性を向上できる。
 また、前記ローラの外周面の前記ローラの軸方向の断面において、前記第一接触部位と前記第二接触部位との間の形状が、前記ローラの外周面より径方向外方である第四位置を中心とする円弧状に形成されるようにしてもよい。
 これにより、ローラの外周面における第一接触部位および第二接触部位の範囲を広く確保できる。従って、ローラと外輪の軌道溝との接触面形状が円形状または楕円形状をなすように確実にできる。従って、ローラに応力が集中することを回避できる。従って、ローラの耐久性を向上できる。
 また、前記摺動式トリポード型等速ジョイントが、前記ローラが前記軌道溝に対して揺動するように形成されているようにしてもよい。
 換言すると、ローラの軸は外輪の軌道溝の延びる方向(外輪回転軸)に対する角度が常に変動する状態に相当する。このような構成において、外輪の軌道溝は同一の曲率半径からなる円弧状に形成されているため、ローラが外輪の軌道溝に対して揺動する場合であっても、ローラの外周面において外輪の軌道溝に接触する部位は、常に、同一部位(第一接触部位と第二接触部位)となる。従って、このような構成からなる等速ジョイントにおいても、確実に、ローラに生じる応力の変動を抑制できるため、ローラの耐久性を向上することができる。
 また、前記摺動式トリポード型等速ジョイントは、それぞれの前記トリポード軸部の外周面と前記ローラの内周面との間に転動可能に介在する複数の軸状転動体をさらに備え、前記ローラは、前記トリポード軸部に対して前記トリポード軸部の軸方向に移動可能に設けられると共に、前記トリポード軸部に対して揺動することを規制されて設けられているようにしてもよい。
 つまり、ローラが外輪の軌道溝に対して揺動する構成となる。このような構成に係る等速ジョイントに適用したとしても、確実に、ローラに生じる応力の変動を抑制できる。
第一実施形態:等速ジョイントの一部の径方向断面図である。 ローラ30の軸方向の拡大部分断面図である。 ローラ30の正面図を示し、第一,第二接触部位Ta,Tbについて示す図である。 第一実施形態:(a)伝達動力が通常の使用範囲における外輪10の軌道溝11とローラ30との接触部位について示す図である。(b)伝達動力が通常の使用範囲より非常に大きい場合における外輪10の軌道溝11とローラ30との接触部位について示す図である。 比較例:(a)伝達動力が通常の使用範囲における外輪110の軌道溝111とローラ330との接触部位について示す図である。(b)伝達動力が通常の使用範囲より非常に大きい場合における外輪110の軌道溝111とローラ330との接触部位について示す図である。 第二実施形態:ローラ130の軸方向の拡大部分断面図である。 第三実施形態:ローラ230の軸方向の拡大部分断面図である。
 <第一実施形態>
 (摺動式トリポード型等速ジョイントの構成)
 第一実施形態の摺動式トリポード型等速ジョイントについて、図1を参照して説明する。摺動式トリポード型等速ジョイントは、例えば、車両の動力伝達シャフトの連結に用いられる。具体的には、ディファレンシャルギヤに連結された軸部とドライブシャフトとの連結部位に用いられる。
 摺動式トリポード型等速ジョイントは、外輪10と、トリポード20と、ローラ30と、複数の軸状転動体40と、リテーナ50と、スナップリング60とから構成される。
 外輪10は、有底筒状に形成され、外輪10の底面外側は、ディファレンシャルギヤに連結されている。外輪10の内周面には、外輪回転軸方向に延びる軌道溝11が等間隔に3本形成されている。なお、図1においては、1本の軌道溝11のみを示す。この軌道溝11の両側の溝側面における外輪回転軸に直交する方向の断面形状は、トリポード軸部22の中心軸上の第一位置P1を中心位置とし、第一曲率半径R1の円弧形状に形成されている。ここで、第一位置P1を通りジョイント角0°におけるトリポード軸部22の中心軸をY軸と称し、第一位置P1を通り外輪回転軸に直交し且つY軸に直交する軸をX軸と称する。
 トリポード20は、外輪10の内側に配置されている。このトリポード20は、ボス部21と、3本のトリポード軸部22とを備える。ボス部21は、筒状に形成され、その内周側にはスプライン内歯21aが形成されている。このスプライン内歯21aは、ドライブシャフト(図示せず)の端部のスプライン外歯に噛合される。また、ボス部21の外周面は、ほぼ球面凸状に形成されている。
 それぞれのトリポード軸部22は、ボス部21の外周面からそれぞれボス部21の径方向外方に延びるように立設されている。これらのトリポード軸部22は、ボス部21の周方向に等間隔(120°間隔)に形成されている。そして、それぞれのトリポード軸部22の少なくとも先端部は、外輪10のそれぞれの軌道溝11内に挿入されている。また、トリポード軸部22の先端側には、周方向全周に亘ってリング溝22aが形成されている。
 ローラ30は、環状に形成されている。具体的には、ローラ30の内周面は、円筒状内周面を形成している。つまり、ローラ30の内周面におけるローラ軸方向の断面形状は、ローラ軸に平行な直線状に形成されている。ローラ30の外周面におけるローラ軸方向(図1の上下方向)の断面形状は、径方向外方に凸となる凸湾曲状に形成されている。
 このローラ30は、トリポード軸部22の外周側に複数の軸状転動体40を介して軸支されている。つまり、軸状転動体40は、トリポード軸部22の外周面とローラ30の内周面との間に介在している。そして、軸状転動体40は、トリポード軸部22の外周面とローラ30の内周面とに転動する。
 従って、ローラ30は、複数の軸状転動体40を介してトリポード軸(トリポード軸部22の中心軸、図1の上下方向)回りに回転可能に設けられている。さらに、ローラ30は、トリポード軸部22に対してトリポード軸方向に移動可能に設けられ、且つ、トリポード軸部22に対して揺動することを規制されて設けられている。ローラ30は、軌道溝11に嵌挿され、軌道溝11に転動可能に係合している。
 リテーナ50は、トリポード軸部22の外周側であって、軸状転動体40の図1の上方に積層するように配置される。このリテーナ50は、軸状転動体40の抜け止めの役割を有している。そして、リテーナ50は、トリポード軸部22のリング溝22aに係止されるスナップリング60により、トリポード軸部22から抜け落ちないようにされている。
 (ローラ30の外周面の詳細形状)
 ローラ30の外周面のうちローラ軸方向の断面形状の詳細について、図1に加えて図2を参照して説明する。ローラ30の外周面におけるローラ軸方向(図1の上下方向)の断面形状は、径方向外方に凸となる凸湾曲状に形成されている。
 ローラ30の外周面のうちローラ30の軸方向一端面(図2の上端面)側の範囲H1は、第二位置P2を中心とし、第二曲率半径R2の円弧形状に形成されている。ここで、第二位置P2は、図1に示すように、第一位置P1が通るY軸に対して距離D1だけローラ30の径方向外方にオフセットしている。さらに、第二位置P2は、第一位置P1が通るX軸に対して、ローラ30の軸方向一端面側に向かって距離D2だけオフセットしている。つまり、第二曲率半径R2は、第一曲率半径R1に対して、(√(D1^2+D2^2)+α)だけ短い。αは、ローラ30を軌道溝11に挿入するための必要な隙間寸法である。
 ローラ30の外周面のうちローラ30の軸方向他端面(図2の下端面)側の範囲H3は、第三位置P3を中心とし、第三曲率半径R3の円弧形状に形成されている。ここで、第三位置P3は、図1に示すように、第一位置P1が通るY軸に対して距離D1だけローラ30の径方向外方にオフセットしている。さらに、第三位置P3は、第一位置P1が通るX軸に対して、ローラ30の軸方向他端面側に向かって距離D3だけオフセットしている。つまり、第三曲率半径R3は、第一曲率半径R1に対して、(√(D1^2+D3^2)+α)だけ短い。なお、本実施形態においては、第二曲率半径R2と第三曲率半径R3は、同一としている。また、範囲H1とH3の長さは同一としている。
 そして、ローラ30の外周面のうち範囲H1とH3の間に位置する範囲H2は、X軸を跨ぐ範囲であって、第四位置P4を中心とし、第四曲率半径R4の円弧形状に形成されている。第四位置P4は、ローラ30の外周面よりも径方向外方に位置し、X軸上に位置している。第四曲率半径R4は、第一~第三曲率半径R1~R3に比べて非常に小さく設定されている。
 さらに、範囲H1とH2との境界における接線が同一となるように、且つ、範囲H2とH3との境界における接線が同一となるように設定されている。従って、ローラ30の外周面におけるローラ軸方向の断面において、範囲H1とH3との間は、非常に滑らかな連続的な曲線により接続されている。
 (ローラ30と外輪10の軌道溝11との接触部位)
 次に、上述したローラ30の外周面と外輪10の軌道溝11との接触部位について、図1~図3を参照して説明する。ローラ30の外周面形状が上述した形状をなしているため、ローラ30の外周面と外輪10の軌道溝11とは、アンギュラコンタクトとなる二部位Ta,Tbで接触する。ここでは、ローラ30の範囲H1,H3の曲率半径R2,R3を同一としているため、第一接触部位Taにおける接触角度と第二接触部位Tbにおける接触角度は同一となる。接触角度とは、接触部位における接面の法線とX軸とのなす鋭角をいう。ただし、それぞれの接触角度は、同一に限らず、適宜変更可能である。さらに、ローラ30の外周面のうち範囲H2は、上述した形状をなしているため、外輪10の軌道溝11に対して隙間を有する。
 ここで、外輪10の軌道溝11が円弧凹状に形成され、ローラ30の各接触部位が円弧凸状に形成されている。また、ローラ30と外輪10の軌道溝11との間で動力伝達がされる場合には、ローラ30および外輪10は弾性変形する。その結果、図3に示すように、第一,第二接触部位Ta,Tbの接触面は、楕円形状となる。特に、ローラ30の外周面のローラ軸方向の断面において、範囲H2を上記のように設定することで、第一,第二接触部位Ta,Tbの接触面形状を、欠けのない楕円形状にできる。
 (動力伝達時における外輪10の軌道溝11とローラ30との接触位置)
 次に、図4(a)(b)を参照して、動力伝達時における外輪10の軌道溝11とローラ30の接触位置について説明する。図4(a)は、伝達動力が通常の使用範囲を示し、図4(b)は、伝達動力が通常の使用範囲よりも非常に大きくなった場合を示す。
 伝達動力が通常の使用範囲の場合には、図4(a)に示すように、第一接触部位はTa1で、第二接触部位Tb1となる。このTa1,Tb1は、図1および図2に示す第一,第二接触部位Ta,Tbと同一である。この場合、第一接触部位Ta1と第二接触部位Tb1との離間距離は、W1となる。
 そして、伝達動力が通常の使用範囲より非常に大きくなった場合には、図4(b)に示すように、外輪10が変形する。外輪10は、120°間隔で軌道溝11を有し、異形をなしている。そのため、外輪10の軌道溝11にローラ30から荷重を受けると、外輪10の軌道溝11の溝底側はほとんど変形せず、軌道溝11の開口側が大きく径方向外方に変形する。外輪10がこのように変形した状態においても、軌道溝11の形状は、第一曲率半径R1とする円弧状となる。ただし、その第一位置P1がずれる。
 この場合、第一位置P1の移動に伴って、ローラ30も移動することになる。このときの状態は、図4(b)に示すようになる。つまり、ローラ30の外周面に対する軌道溝11の相対的な形状は、外輪10の変形前後において同一となる。従って、ローラ30の外周面において、外輪10の軌道溝11との第一,第二接触部位Ta2,Tb2は、外輪10の変形前後において同一位置となる。すなわち、外輪10の変形後における第一接触部位Ta2と第二接触部位Tb2との離間距離は、外輪10の変形後における第一接触部位Ta2と第二接触部位Tb2との離間距離W1と同一である。
 このように、ローラ30が外輪10の軌道溝11との間で動力伝達される場合に外輪10が変形したとしても、ローラ30の外周面において外輪10の軌道溝11に接触する部位は、常に、同一部位となる。その結果、ローラ30が外輪10の軌道溝11から受ける反力は、常に同一位置(第一接触部位Taおよび第二接触部位Tb)から受けることになる。そのため、外輪10が変形したとしても、ローラ30の各接触部位Ta,Tbが外輪10の軌道溝11から受ける反力は、伝達する動力、ジョイント角およびトリポード20の回転位相などに応じた所望の割合となり、外輪10の変形により変化することを抑制できる。従って、ローラ30に生じる応力の変動を抑制できるため、ローラ30の耐久性を向上することができる。さらに、ローラ30に生じる応力の変動が抑制できることにより、トリポード軸部22の耐久性を向上することにもつながる。
 特に、本実施形態においては、ローラ30の外周面の範囲H2を、第四位置P4を中心とした第四曲率半径R4とすることで、ローラ30の外周面における第一接触部位Taおよび第二接触部位Tbの範囲を広く確保できる。従って、ローラ30と外輪10の軌道溝11との接触面形状が楕円形状をなすように確実にできる。従って、ローラ30に応力が集中することを回避できる。従って、ローラ30の耐久性を向上できる。
 (比較例)
 ここで、上述した本実施形態における態様を明確化するために、比較例として、図5(a)(b)を参照して説明する。図5(a)は、伝達動力が通常の使用範囲を示し、図5(b)は、伝達動力が通常の使用範囲よりも非常に大きくなった場合を示す。本比較例においては、ローラ330の外周面を同一の円弧凸状に形成し、外輪110の軌道溝111の側面を二つの平面により「く」の字形状となるように形成した。これは、特公平3-1528号公報の図4に記載の形状である。
 この場合、図5(a)に示すように、伝達動力が通常の使用範囲の場合には、ローラ330の外周面と外輪110の軌道溝111との第一接触部位Tc1と第二接触部位Td1との離間距離は、W2となる。そして、伝達動力が通常の使用範囲より非常に大きい場合には、図5(b)に示すように、外輪110が変形する。外輪110の変形により、ローラ330と外輪110の軌道溝111との相対的な位置が変化する。
 具体的には、ローラ330の外周面と外輪110の軌道溝111との第一,第二接触部位は、Tc2,Td2に移動する。ローラ330における第一接触部位Tc2は、ローラ330における第一接触部位Tc1と異なる位置となる。さらに、ローラ330における第一接触部位Tc2は、ローラ330における第一接触部位Tc1と異なる位置となる。そして、伝達動力が通常の使用範囲より非常に大きい場合には、ローラ330の外周面と外輪110の軌道溝111との第一接触部位Tc2と第二接触部位Td2との離間距離は、W2よりも大きなW3となる。
 このように、伝達動力が大きくなって外輪110が変形した場合に、ローラ330が外輪110の軌道溝111から受ける荷重の位置が変化することで、ローラ330が生じる応力が変動する。その結果、ローラ330の耐久性が低下する。さらには、トリポード軸部の耐久性も低下することになる。
 <第二実施形態>
 第二実施形態の摺動式トリポード型等速ジョイントを構成するローラ130について、図6を参照して説明する。なお、第一実施形態と同一要素については、同一符号を付して説明を省略する。
 ローラ130の外周面のうちローラ130の軸方向一端面(図6の上端面)側の範囲H4は、第二位置P2を中心とし、第二曲率半径R2の円弧形状に形成されている。ローラ130の外周面のうちローラ130の軸方向他端面(図6の下端面)側の範囲H6は、第三位置P3を中心とし、第三曲率半径R3の円弧形状に形成されている。また、範囲H4とH6の長さは同一としている。
 そして、ローラ130の外周面のうち範囲H4とH6の間に位置する範囲H5は、X軸を跨ぐ範囲であって、第五位置P5を中心とし、第五曲率半径R5の円弧形状に形成されている。第五位置P5は、ローラ130の外周面よりも径方向内方に位置し、X軸上に位置している。第五曲率半径R5は、第一曲率半径R1よりも大きく設定されている。
 さらに、範囲H4とH5との境界における接線が同一となるように、且つ、範囲H5とH6との境界における接線が同一となるように設定されている。従って、ローラ130の外周面におけるローラ軸方向の断面において、範囲H4とH6との間は、非常に滑らかな連続的な曲線により接続されている。
 <第三実施形態>
 第三実施形態の摺動式トリポード型等速ジョイントを構成するローラ230について、図7を参照して説明する。なお、第一実施形態と同一要素については、同一符号を付して説明を省略する。
 ローラ230の外周面のうちローラ230の軸方向一端面(図7の上端面)側の範囲H7は、第二位置P2を中心とし、第二曲率半径R2の円弧形状に形成されている。ローラ230の外周面のうちローラ230の軸方向他端面(図7の下端面)側の範囲H9は、第三位置P3を中心とし、第三曲率半径R3の円弧形状に形成されている。また、範囲H7とH9の長さは同一としている。
 そして、ローラ230の外周面のうち範囲H7とH9の間に位置する範囲H8は、X軸を跨ぐ範囲であって、Y軸に平行な直線状に形成されている。さらに、範囲H7とH8との境界における接線が同一となるように、且つ、範囲H8とH9との境界における接線が同一となるように設定されている。
 <その他>
 上記実施形態において、ローラ30,130,230の外周面において、範囲H1,H3,H4,H6,H7,H9は、同一半径の円弧凹状に形成した。この他に、各範囲は、楕円形状やインボリュート曲線としてもよい。
10,110:外輪、 11,111:軌道溝
20:トリポード、 21:ボス部、 21a:スプライン内歯
22:トリポード軸部、 22a:リング溝
30,130,230,330:ローラ
40:軸状転動体、 50:リテーナ、 60:スナップリング
P1:第一位置、 P2:第二位置、 P3:第三位置
P4:第四位置、 P5:第五位置
R1:第一曲率半径、 R2:第二曲率半径、 R3:第三曲率半径
R4:第四曲率半径、 R5:第五曲率半径
Ta:第一接触部位、 Tb:第二接触部位

Claims (6)

  1.  筒状に形成され、内周面に外輪回転軸方向に延びる3本の軌道溝が形成された外輪と、
     シャフトに連結されるボス部、および、前記ボス部の外周面からそれぞれ前記ボス部の径方向外方に延びるように立設されそれぞれの前記軌道溝に挿入される3本のトリポード軸部と、を備えるトリポードと、
     環状に形成され、それぞれの前記トリポード軸部の外周側に回転可能に軸支され、且つ、前記軌道溝に転動可能に配置されるローラと、
     を備えるトリポード型等速ジョイントであって、
     前記外輪の前記軌道溝と前記ローラの外周面とは、アンギュラコンタクトとなる二部位で接触し、
     前記外輪の前記軌道溝における前記外輪回転軸に直交する方向の断面形状は、第一位置を中心とした第一曲率半径からなる円弧状に形成され、
     前記ローラの外周面のうち前記軌道溝と接触する第一接触部位における前記ローラの軸方向の断面形状は、前記第一位置とは異なる第二位置を中心とし、前記第一曲率半径より小さな第二曲率半径からなる凸状曲線に形成され、
     前記ローラの外周面のうち前記軌道溝と接触する第二接触部位における前記ローラの軸方向の断面形状は、前記第一位置および前記第二位置とは異なる第三位置を中心とし、前記第一曲率半径より小さな第三曲率半径からなる凸状曲線に形成され、
     前記ローラの外周面のうち前記第一接触部位と前記第二接触部位との間における前記ローラの軸方向の断面形状は、前記軌道溝に対して隙間を有するように形成される摺動式トリポード型等速ジョイント。
  2.  請求項1において、
     前記ローラと前記軌道溝との間で動力伝達している時に、前記ローラの外周面における前記第一接触部位および前記第二接触部位のそれぞれと前記軌道溝との接触面形状は、円または楕円形状をなしている摺動式トリポード型等速ジョイント。
  3.  請求項2において、
     前記ローラの外周面の前記ローラの軸方向の断面において、前記第一接触部位と前記第二接触部位との間は、前記第一接触部位および前記第二接触部位に対して連続的な曲線により接続されるように形成されている摺動式トリポード型等速ジョイント。
  4.  請求項3において、
     前記ローラの外周面の前記ローラの軸方向の断面において、前記第一接触部位と前記第二接触部位との間の形状は、前記ローラの外周面より径方向外方である第四位置を中心とする円弧状に形成される摺動式トリポード型等速ジョイント。
  5.  請求項1~4の何れか一項において、
     前記摺動式トリポード型等速ジョイントは、前記ローラが前記軌道溝に対して揺動するように形成されている摺動式トリポード型等速ジョイント。
  6.  請求項5において、
     前記摺動式トリポード型等速ジョイントは、それぞれの前記トリポード軸部の外周面と前記ローラの内周面との間に転動可能に介在する複数の軸状転動体をさらに備え、
     前記ローラは、前記トリポード軸部に対して前記トリポード軸部の軸方向に移動可能に設けられると共に、前記トリポード軸部に対して揺動することを規制されて設けられている摺動式トリポード型等速ジョイント。
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