(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に軸方向に３本の案内溝を有するアウタ部材と、前記アウタ部材の内側に同軸的に配置され且つ前記案内溝内に突出するように設けられた３本のトラニオンを有するインナ部材と、前記各トラニオンに回転自在に設けられた内側ローラと、前記内側ローラに外嵌され且つ前記案内溝内を転動する外側ローラとから構成されるトリポード型等速ジョイントにおいて、前記トラニオンの軸に垂直な断面における前記内側ローラと前記外側ローラとの間に下式に示す所定の隙間を設けたことを特徴とするトリポード型等速ジョイント。
前記断面における前記内側ローラの外周面の直径をＤｉ、前記隙間をＣとすると、Ｃ／Ｄｉ≧２．５×１０-3が成立する。
【請求項２】
前記内側ローラの外周面及び前記外側ローラの内周面は真球面の一部であることを特徴とする請求項１に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項３】
前記トラニオンの軸方向断面における前記内側ローラの外周面及び前記外側ローラの内周面は、前記トラニオンの軸心から等距離オフセットした曲率中心を持つことを特徴とする請求項１に記載のトリポード型等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の駆動力伝達軸部に用いられるトリポード型等速ジョイントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にトリポード型等速ジョイントにおいては、ジョイント部が交差角を有する状態で使用される場合、アウタ部材の案内溝とインナ部材の各トラニオンに設けられた球面ローラとの間に相対滑り現象が生じ、これが軸方向のスラスト力を誘起し、ひいては駆動軸に振動を発生させるという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば図７に示す特開平６−１３７３３９号公報に記載のものが案出されている。このものは、各トラニオン１０４に、内側ローラ１０５と、この内側ローラ１０５に対して首振り自在に嵌合されるホルダ１０６と、このホルダ１０６にニードル１０８を介して嵌合される外側ローラ１０７とを設けてなる。この構成により、アウタ部材１０１に設けられた案内溝１０２に対する外側ローラ１０７の傾きをなくして外側ローラ１０７と案内溝１０２との間に正しい転がり運動を生ずるようにし、スラスト力の誘起、ひいては振動の発生を抑えるようにしている。
【０００４】
またこのものは、内側ローラ１０５の外周面１０５ａの曲率半径をホルダ１０６の内周面１０６ａの曲率半径よりも小さく形成し、且つこれらの曲率中心をオフセットさせている。これにより、内側ローラ１０５とホルダ１０６との間の接触面積を小さくし、これらの間に生じる摩擦抵抗を低減させることができるため、スラスト力の誘起、ひいては振動の発生を更に小さく抑えることができるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記の等速ジョイントにおいては、内側ローラ１０５とホルダ１０６とが接触する部分１０９、即ちトルク伝達する部分は、トラニオン１０４の軸回りに長軸及び軸方向に短軸を持つ楕円（以下、接触楕円という）となることが一般的に知られている。
【０００６】
またこの種の等速ジョイントでは、内側ローラ１０５とホルダ１０６との回動を滑らかに行わせるために、若干の隙間を設けることが一般的である。
従って、上記従来の等速ジョイントでは内側ローラ１０５とホルダ１０６との間に通常設けられる隙間を考慮しても、接触する部分１０９を通り且つトラニオン１０４の軸に垂直な断面（図７のＢ−Ｂ断面）において、内側ローラ１０５の外周面１０５ａとホルダ１０６の内周面１０６ａとが略同一の半径を持つ円となっているため、接触楕円の長軸を短くすることができず、接触楕円の面積をそれほど小さくすることができない。そのため、内側ローラ１０５とホルダ１０６との間に生じる摩擦抵抗を十分に小さくすることができず、スラスト力の誘起、ひいては振動の発生を抑えるには不十分であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、内周に軸方向に３本の案内溝を有するアウタ部材と、前記アウタ部材の内側に同軸的に配置され且つ前記案内溝内に突出するように設けられた３本のトラニオンを有するインナ部材と、前記各トラニオンに回転自在に設けられた内側ローラと、前記内側ローラに外嵌され且つ前記案内溝内を転動する外側ローラとから構成されるトリポード型等速ジョイントにおいて、前記トラニオンの軸に垂直な断面における前記内側ローラと前記外側ローラとの間に下式に示す所定の隙間を設けたことを特徴とする。前記断面における前記内側ローラの外周面の直径をＤｉ、前記隙間をＣとすると、Ｃ／Ｄｉ≧２．５×１０-3が成立する。
【０００８】
更に、前記内側ローラの外周面及び前記外側ローラの内周面は真球面の一部で構成することができる。また、前記トラニオンの軸方向断面における前記内側ローラの外周面及び前記外側ローラの内周面は、前記トラニオンの軸心から等距離オフセットした曲率中心を持つように構成することも可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
図１及び図２は第１の実施の形態を示す。
図１及び図２において、１はアウタ部材、２はアウタ部材１の内周面に軸方向に設けられた円周上複数の案内溝、３はアウタ部材１の内側に同軸的に配置されたインナ部材、４はインナ部材３に設けられ案内溝２内に放射状に突出するトラニオン、５はニードル８を介してトラニオン４に回転自在に支承される内側ローラ、６は内側ローラ５に案内溝２内を転動可能に外嵌されている外側ローラである。
【００１０】
そして、インナ部材３はそのボス部３ａに接合された駆動軸７を介して車輪等につながり、アウタ部材１はエンジン等の動力装置側につながっている。またニードル８は、断面コ字状に形成された内側ローラ５の内周面にて保持されている。
図２に示すように、内側ローラ５の外周面５ａは半径Ｒｉ（直径Ｄｉ）の真球面の一部、外側ローラ６の内周面６ａは前記Ｒｉよりも大きな半径Ｒｏ（直径Ｄｏ）の真球面の一部でそれぞれ構成され（Ｒｏ＞Ｒｉ）、これらの中心はトラニオン４の軸心上の同位置に位置する。そして、これら内側ローラ５及び外側ローラ６の間に設けられる隙間Ｃ＝Ｄｏ−Ｄｉ＝２（Ｒｏ−Ｒｉ）は上述した通常設けられる隙間よりもかなり大きいものとなっている。
【００１１】
ここで第１の実施の形態における作用を説明する。
第１の実施の形態に係る等速ジョイントが回転する場合、図２におけるＡ−Ａ断面の一部を拡大した図３に示すように、内側ローラ５の外周面５ａと外側ローラ６の内周面６ａとが接触しトルクを伝達する。（図３では内側ローラ５と外側ローラ６とが接触する部分を拡大している。なお、この反対側に隙間Ｃ＝Ｄｏ−Ｄｉが形成されることはいうまでもない。）
また図１に示すようにジョイント部が屈曲しながら回転した場合、駆動軸７の回転に伴い、図４に示すように外側ローラ６は内側ローラ５に対して回動する。この回動により内側ローラ５と外側ローラ６との間に摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗がスラスト力を誘起することとなる。
【００１２】
ところが第１の実施の形態によれば、図２及び図３に示すように、真球面の一部で形成された内側ローラ５の外周面５ａの半径Ｒｉは、同じく真球面の一部で形成された外側ローラ６の内周面６ａの半径Ｒｏよりも小さく形成されている。つまり、内側ローラ５と外側ローラ６とが接触する部分、即ち接触楕円は、トラニオン４の軸回りの長軸、トラニオン４の軸方向の短軸ともに従来のものに比べかなり小さくなっている。従って、内側ローラ５と外側ローラ６との接触楕円の面積が小さくなる、即ち、外側ローラ６が内側ローラ５に対して回動する時に発生する摩擦抵抗が低減されるため、スラスト力の誘起、ひいては振動の発生を抑制することができる。
【００１３】
図５は、伝達トルクＴ＝４００（Ｎｍ）におけるジョイント角と強制力（スラスト力の振幅）との関係を示すもので、Ｃ／Ｄｉが大きくなるほど強制力が小さくなることがわかる。
ここで、隙間Ｃと内側ローラ５の外周面５ａの直径Ｄｉの比を
Ｃ／Ｄｉ＝（Ｄｏ−Ｄｉ）≧２．５×１０−３
とすれば、図５の実線（Ｃ／Ｄｉ＝２．５×１０−３）に示すように顕著な効果が得られる。（破線は従来のものを示し、Ｃ／Ｄｉ＝１．３×１０−３である。）
しかしながら、Ｃ／Ｄｉを大きくしていくと、接触楕円の面積が小さくなり過ぎ、この部分における面圧が過度に上昇してしまう恐れがあるため、Ｃ／Ｄｉは３．０×１０−３程度を上限値とすることが望ましい。
【００１４】
次に第２の実施の形態を図６に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素は同一の符号を付すのみで、その詳細な説明は省略する。
第２の実施の形態では図６に示すように、トラニオン４の軸方向断面における内側ローラ５の外周面５ａ及び外側ローラ６の内周面６ａの曲率中心は、トラニオン４の軸心から等距離オフセットした同位置にある。そして、内側ローラ５の外周面５ａは曲率半径Ｒｉ、外側ローラ６の内周面６ａは前記Ｒｉよりも大きな曲率半径Ｒｏで構成されている。
【００１５】
また図６のＡ’−Ａ’断面において、内側ローラ５の外周面５ａは直径Ｄｉの円、外側ローラ６の内周面６ａはＤｉよりも大きな直径Ｄｏの円となる。
ここで、内側ローラ５の外周面５ａと外側ローラ６の内周面６ａとの間に設けられる隙間Ｃ＝Ｄｏ−Ｄｉ＝２（Ｒｏ−Ｒｉ）は、第１の実施の形態と同程度である。
【００１６】
以上、本発明を実施の形態に則して説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではない。例えば、図７に示す等速ジョイントに適用することも可能である。
また、トラニオンの軸方向断面における内側ローラの外周面及び外側ローラの内周面の曲率半径を略同一とし且つこれらの曲率中心を所定量オフセットさせることにより、これらの間に上述した実施の形態と同等の隙間を設け、接触楕円の長軸を小さくするようにしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明に係るトリポード型等速ジョイントによれば、トラニオンの軸に垂直な断面における内側ローラの外周面と外側ローラの内周面との間に所定の隙間を設けたので、これらの間の接触楕円の面積を小さくすることができる。従って、ジョイント部が屈曲した状態で回転した場合には、内側ローラと外側ローラとの間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができるため、スラスト力の誘起、ひいては振動の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の横断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の内側ローラに対する外側ローラの動きを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のジョイント角−強制力を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施の形態の横断面図である。
【図７】従来の技術に係る横断面図である。
【符号の説明】
１  アウタ部材
２  案内溝
３  インナ部材
４  トラニオン
５  内側ローラ
５ａ  内側ローラ５の外周面
６  外側ローラ
６ａ  外側ローラ６の内周面
７  駆動軸
８  ニードル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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