(57)【要約】【課題】等速ジョイントを構成する転動体が摩耗することを可及的に回避する。【解決手段】転動体として機能するニードルベアリング３２は、等径な胴体部３６と、平坦面として形成された底面３８、３８とを有する。胴体部３６から底面３８に至るまでには、テーパ状縮径部４２と面取り部４０とが介在しており、先ず、テーパ状縮径部４２によって緩やかな縮径がなされ、次に、面取り部４０によって比較的急峻な縮径がなされている。このため、隣接するニードルベアリング３２同士では、テーパ状縮径部４２同士の間が離間する。【選択図】図５
2008215380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内溝が内壁に設けられて第１伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の中空部に挿入され且つ第２伝達軸に連結されるインナ部材とを有するトリポート型等速ジョイントであって、
前記インナ部材に設けられて前記案内溝に向かって膨出する複数のトラニオンと、
外周面が前記アウタ部材の前記案内溝における側壁に接触し且つ前記側壁に沿って回動するローラと、
底面が平坦に形成され、前記ローラと前記トラニオンとの間に介装される複数の転動体と、
を備え、
前記転動体では、等径な胴体部と前記底面との間に、テーパ状縮径部と、前記テーパ状縮径部に比して縮径率が大きな面取り部とが介在することを特徴とするトリポート型等速ジョイント。
【請求項２】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、前記ローラに設けられた転動体保持部と前記転動体の端面との間の接触幅Ｗに対する前記転動体の外径Ｄｎの割合が０〜０．３に設定されることを特徴とするトリポート型等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結させるトリポート型等速ジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、駆動軸の回転駆動力を従動軸から各車軸に伝達するために、等速ジョイントが組み込まれた駆動力伝達部が搭載されている。すなわち、例えば、駆動軸と従動軸との間には、これら駆動軸と従動軸が角度をなす場合であっても等速で回転を伝達することが可能なトリポート型等速ジョイントが介在される。
【０００３】
トリポート型等速ジョイントは、軸部と筒状部とを有するアウタ部材を具備し、前記軸部に駆動軸が連結されるとともに、前記筒状部に従動軸の先端に嵌合されたインナ部材が挿入される。なお、筒状部の内周壁には、互いに等間隔で離間した複数個の案内溝が形成されている。各案内溝は、底面と、該底面から略垂直に立ち上がった２面の側壁とで構成される。
【０００４】
一方のインナ部材は、円環部と、該円環部の外周壁から突出した複数個のトラニオンとを有し、このトラニオンが前記案内溝の各々に臨んでいる。さらに、各トラニオンには略円環体のローラがニードルベアリング（転動体）を介して回転自在に嵌着されており、該ローラが前記案内溝の各々に挿入されることで、駆動軸と従動軸とが連結される。そして、ローラの側周壁が案内溝の側壁に沿って摺接することで、従動軸がアウタ部材内を変位する。
【０００５】
ここで、通常のニードルベアリングは、等径な円柱体からなる胴体部を有し、該胴体部に連なる先端部は、その断面が円弧状に湾曲する形状をなす（例えば、特許文献１の図６参照）。しかしながら、この場合、ニードルベアリングを収容するために前記ローラの内周壁側に鍔部を設ける際、加工用バイトが早期に劣化したり、ニードルベアリングをローラに収容することが容易でなくなったりする等の不具合を招く。そこで、特許文献１においては、ニードルベアリングの両底面を平坦面とすることが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１７６７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようにローラがアウタ部材の案内溝（側壁）に摺接する際には、ローラが回転する。これに伴い、ニードルベアリング同士や、ニードルベアリングとローラの鍔部の内壁が互いに摺接する。このため、特許文献１に記載されるように、底面を平坦面として形成したとしても、ニードルベアリングが摩耗する懸念がある。
【０００８】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、ニードルベアリングが摩耗する懸念を払拭可能なトリポート型等速ジョイントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内溝が内壁に設けられて第１伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の中空部に挿入され且つ第２伝達軸に連結されるインナ部材とを有する等速ジョイントであって、
前記インナ部材に設けられて前記案内溝に向かって膨出する複数のトラニオンと、
外周面が前記アウタ部材の前記案内溝における側壁に接触し且つ前記側壁に沿って回動するローラと、
底面が平坦に形成され、前記ローラと前記トラニオンとの間に介装される複数の転動体と、
を備え、
前記転動体では、等径な胴体部と前記底面との間に、テーパ状縮径部と、前記テーパ状縮径部に比して縮径率が大きな面取り部とが介在することを特徴とする。
【００１０】
このように構成された転動体における胴体部は、前記ローラが回転するとき、互いに隣接するものと摺接する。その一方で、テーパ状縮径部同士は離間した状態を保つ。換言すれば、本発明においては、転動体同士の摺接面積が小さい。
【００１１】
同様の理由から、転動体とローラとの摺接面積、転動体とトラニオンとの摺接面積も小さい。このため、転動体の摩耗量を少なくすることが可能となる。すなわち、テーパ状縮径部を設けることにより、転動体が過度に摩耗する懸念を払拭することができる。
【００１２】
この等速ジョイントにおいては、前記ローラに設けられた転動体保持部と前記転動体の端面との間の接触幅をＷ、転動体の外径をＤｎとするとき、接触幅Ｗに対する転動体の外径Ｄｎの割合を０〜０．３に設定することが好ましい。これにより、加工性及び組み付け性が良好で、且つローラの回転時の抵抗を小さくすることができるからである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、転動体の胴体部に連なるテーパ状縮径部を設け、隣接する転動体同士の間でテーパ状縮径部同士を離間させるようにしているので、該転動体を保持するローラが回転する際、転動体同士、転動体とローラ、転動体とトラニオンの各摺接面積が小さくなる。これにより、転動体が過度に摩耗する懸念が払拭される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る等速ジョイントにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイント１０が組み込まれた駆動力伝達部の要部概略斜視説明図であり、図２は、その一部切欠側面図である。このトリポート型等速ジョイント１０は、図示しない駆動軸（第１伝達軸）に連結される軸部１１及び有底筒状部１２を有するアウタ部材１４と、従動軸である第２伝達軸１６の一端に嵌合されて前記有底筒状部１２の内部に挿入されたインナ部材としてのスパイダ１８（図２参照）とを有し、アウタ部材１４の端部から前記第２伝達軸１６に至るまでが継手用ブーツ２０で覆われている。この継手用ブーツ２０の内部には、グリース組成物が封入される。
【００１６】
アウタ部材１４の有底筒状部１２の内壁面には、図３及び図４に示すように、該アウタ部材１４の軸線方向に沿って延在するとともに互いに１２０°離間した３本の案内溝２２ａ〜２２ｃが形成される。これら案内溝２２ａ〜２２ｃは、有底筒状部１２の外周面に沿って延在する方向に設けられた底面２４と、該底面２４から略垂直に立ち上がって互いに対向する２面の側壁２６とから構成される。
【００１７】
第２伝達軸１６の先端部に連結されたスパイダ１８は、前記有底筒状部１２の中空内部に挿入されている（図２参照）。該スパイダ１８の正面要部を拡大した図３に示すように、このスパイダ１８には、円環部２８から案内溝２２ａ〜２２ｃに指向して膨出するとともに、互いに１２０°離間した３本のトラニオン３０ａ〜３０ｃが一体的に形成されている。
【００１８】
トラニオン３０ａ〜３０ｃの側壁部には、複数本のニードルベアリング３２を介してローラ３４が外嵌される。なお、ニードルベアリング３２は互いに略同一形状・寸法のものであり、キーストン方式によってローラ３４に仮保持される。
【００１９】
図４に示すように、ニードルベアリング３２は、等径な胴体部３６と、平坦面として形成された底面３８、３８とを有する。すなわち、胴体部３６は円柱体形状である。なお、図５における参照符号４０は、面取り部を示す。面取り部４０は、円錐台形状であってもよいし、紡錘形状体の端部を切り欠いたような形状であってもよい。
【００２０】
ここで、ニードルベアリング３２の面取り部４０近傍を拡大して図５に示す。この図５から諒解されるように、面取り部４０は、テーパ状に縮径したテーパ状縮径部４２を介して胴体部３６に連なっている。すなわち、胴体部３６から底面３８に至るまでは、先ず、テーパ状縮径部４２によって緩やかな縮径がなされ、次に、面取り部４０によって比較的急峻な縮径がなされている。換言すれば、下記の式（１）で定義される縮径率は、テーパ状縮径部４２に比して面取り部４０の方が大きい。
縮径率＝（開始部位における直径−終端部位における直径）／（開始部位から終端部位までの距離）×１００  …（１）
【００２１】
一方、図６に示すように、ローラ３４の外周面は、側壁２６に面接触するように該側壁２６の断面形状に対応して形成された円弧状面部４３と、前記円弧状面部４３から第１面４４に連続する第１環状傾斜面部４６ａと、前記円弧状面部４３から第２面４８に連続する第２環状傾斜面部４６ｂとから構成される。
【００２２】
また、ローラ３４の内周には、一定の直径からなり、ニードルベアリング３２の転動面として機能する内径部５０が形成される。該内径部５０の上部、下部の各々には、半径内方向に所定長だけ突出して形成された環状の第１フランジ部５２、第２フランジ部５４が一体的に設けられている。従って、ローラ３４の内径部５０内に装着されたニードルベアリング３２は、これら第１フランジ部５２と第２フランジ部５４とによって、内径部５０から分離・脱落しないように上下方向から保持される。
【００２３】
さらに、ローラ３４において、内径部５０と第１フランジ部５２及び第２フランジ部５４との境界部分には、内径部５０の壁面に対して潤滑材（グリース）が塗布されたときに、油溜まり部として機能する環状溝部５６ａ、５６ｂが形成される。
【００２４】
第１フランジ部５２及び第２フランジ部５４の半径内方向に沿った先端部には内周面５８がそれぞれ形成され、また、第１フランジ部５２及び第２フランジ部５４の内壁にはニードルベアリング３２の端面と接触する内側面６０が形成される。この場合、前記内周面５８と前記内側面６０との間には面取り部６２が形成される。
【００２５】
継手用ブーツ２０（図１参照）は、各端部に大径筒部６４及び小径筒部６６を有し、これら大径筒部６４と小径筒部６６の間に蛇腹部６８が介在する。この中の大径筒部６４がアウタ部材１４の一端部に緊締バンド７０を介して締め付けられるとともに、小径筒部６６が第２伝達軸１６に緊締バンド７２を介して締め付けられることで位置決め固定される。参照符号７４、７６は、これら緊締バンド７０、７２が加締められて形成された加締め部を表す。
【００２６】
本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイント１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００２７】
駆動力伝達部を構成する際には、ローラ３４に対してニードルベアリング３２を組み付ける。このときには、キーストン方式が採用される。
【００２８】
ここで、キーストン方式とは、ローラ３４の内径部５０に沿って複数のニードルベアリング３２を一連に並べる方法であって、図７に示すように、先ず、ローラ３４の円筒状の内径部５０内に全数より１個少ない複数のニードルベアリング３２を接触させながら一連に並べ、次に、この一連に並べられた複数のニードルベアリング群中の両端２個のニードルベアリング３２の間にできた隙間ｇに最後の１個のニードルベアリング３２を圧入して組み立てるものである。
【００２９】
この場合、前記隙間ｇを介して隣合うニードルベアリング３２の離間距離ｄよりも、（最後の一個の）ニードルベアリング３２の外径Ｄｎを数μｍ〜数十μｍ大きく設定しているため、圧入により前記隙間ｇ内に最後の一個のニードルベアリング３２を嵌め込むことによって、内径部５０内に一連に全部のニードルベアリング３２が並び、全部のニードルベアリング３２は互いに干渉して内側（ローラ３４の中心側）に倒れることがなく仮保持される。
【００３０】
このようにキーストン方式によって全部のニードルベアリング３２がローラ３４の内径部５０内に仮保持された状態において、一個のニードルベアリング３２を除いた全てのニードルベアリング３２が内径部５０に接しており、除かれた一個のニードルベアリング３２のみが径方向に沿って移動することができるようにすると、円周方向隙間δ（図８参照）により径方向に沿って移動量Ｘだけ移動することが可能となる（図７参照）。しかし、前述したように前記一個のニードルベアリング３２が隣接するニードルベアリング３２、３２間から抜け出してローラ３４の中心側に向かって移動することはない。
【００３１】
この場合、円周方向隙間δは、下記の式（２）によって設定される。
δ＝Ｄｐ・sin｛（Ｚ−１）sin-1（Ｄｎ／Ｄｐ）｝−Ｄｎ  …（２）
【００３２】
式（２）において、δはローラ３４の内径部５０に沿って全部のニードルベアリング３２を隙間無く並べたときの最後の２個の転動体間の隙間、Ｄｐはニードルベアリング３２の中心を結んだピッチ円直径、Ｄｎはニードルベアリング３２の外径、Ｚはニードルベアリング３２の個数である。
【００３３】
また、図９に示されるように、ローラ３４の内径部５０に沿って全部のニードルベアリング３２を隙間無く並べたときに、最後に圧入された１本のニードルベアリング３２に隣接するニードルベアリング３２の中心の離間距離Ｙは、下記の式（３）によって設定される。
Ｙ＝Ｄｐ・sin｛（Ｚ−２）sin-1（Ｄｎ／Ｄｐ）｝  …（３）
【００３４】
従って、前記円周方向隙間δによってローラ３４の径方向へのニードルベアリング３２の移動量Ｘは、下記の式（４）によって設定される。
Ｘ＝１／２｛Ｄｐ−〔√（４Ｄｐ2−Ｙ2）＋√（Ｄｐ2−Ｙ2）〕｝  …（４）
【００３５】
本実施の形態においては、この移動量Ｘが最大の場合、図１０に示すように、接触幅Ｗに対するニードルベアリング３２の外径Ｄｎの比（Ｗ／Ｄｎ）に１００を掛けた値が０％以上３０％以下となるように、第１フランジ部５２（第２フランジ部５４）の高さｈが設定されている。ここで、接触幅Ｗとは、図１１に示すように、ローラ３４の第２フランジ部５４（第１フランジ部５２）の内側面６０とニードルベアリング３２の底面（平端面）３８とが接触する水平方向の接触幅をいう。
【００３６】
本実施の形態では、接触幅Ｗに対するニードルベアリング３２の外径Ｄｎの比（Ｗ／Ｄｎ）が０〜０．３となるように設定することにより、ローラ３４の第１フランジ部５２と第２フランジ部５４との間に形成されるニードルベアリング３２の保持溝の深さを浅くすることができ、加工性及び組み付け性を向上させることができるとともに、ニードルベアリング３２の回転抵抗を低減させることができる。さらに、ニードルベアリング３２とローラ３４の内壁との接触圧力が低減されることにより、耐久性を向上させることができる。
【００３７】
しかも、ニードルベアリング３２の底面が平坦面として形成されているので、ニードルベアリング３２の底面とローラ３４の内側面６０との接触が面接触となり、面圧が低減するという利点が得られる。
【００３８】
その上、この場合、ニードルベアリング３２には、テーパ状縮径部４２が設けられている（図５参照）。このため、隣接するニードルベアリング３２、３２同士の接触面積、ニードルベアリング３２と内径部５０との接触面積、ニードルベアリング３２とトラニオン３０ａ〜３０ｃとの接触面積が小さい。例えば、ニードルベアリング３２、３２が隣接した際、胴体部３６、３６同士が当接してもテーパ状縮径部４２、４２同士は離間するからである。
【００３９】
このような状態で第２伝達軸１６が有底筒状部１２内を変位してローラ３４が回転しても、隣接するニードルベアリング３２、３２同士、ニードルベアリング３２と内径部５０、ニードルベアリング３２とトラニオン３０ａ〜３０ｃとの摺接面積が小さい。従って、ニードルベアリング３２が摩耗することを回避することもできる。
【００４０】
以上のように、本実施の形態によれば、トリポート型等速ジョイント１０を組み立てることが容易となり、しかも、ニードルベアリング３２が摩耗する懸念を払拭することもできる。
【００４１】
円周方向隙間δに基づくローラ３４の径方向へのニードルベアリング３２の移動量Ｘは、ニードルベアリング３２の径方向の最大移動幅であり（図７及び図１１参照）、このように接触幅Ｗを確保し且つニードルベアリング３２の最大移動量Ｘを確保しながら、第１フランジ部５２及び第２フランジ部５４の高さｈの適切な寸法を確保できる。
【００４２】
なお、図１０中において、○印は、その特性が良好であることを示し、△印はその特性が好ましくないことを示す。以上の結果は、実験及びシミュレーションによって求められたものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイントが組み込まれた駆動力伝達部の要部概略斜視説明図である。
【図２】図１の等速ジョイントの一部切欠側面図である。
【図３】図１の等速ジョイントを構成するローラ及びニードルベアリングを示す要部拡大正面図である。
【図４】図３のニードルベアリングの概略全体正面図である。
【図５】図３のニードルベアリングの要部拡大正面図である。
【図６】図３のローラ部材の概略全体縦断面図である。
【図７】キーストン方式によって組み付けられたニードルベアリングの径方向の移動量を示す部分断面図である。
【図８】円周方向隙間δを説明する部分断面説明図である。
【図９】ニードルベアリングの径方向への移動量Ｘを説明する部分断面説明図である。
【図１０】接触幅Ｗに対する転動体の外径Ｄｎの比（Ｗ／Ｄｎ）の値を変化させた場合の各種特性との適否関係を示す図表である。
【図１１】ニードルベアリングの径方向の移動量を示す部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…トリポート型等速ジョイント          １１…軸部
１２…有底筒状部                          １４…アウタ部材
１６…第２伝達軸                          １８…スパイダ
２２ａ〜２２ｃ…案内溝                    ２６…側壁
３０ａ〜３０ｃ…トラニオン                ３２…ニードルベアリング
３４…ローラ                              ３６…胴体部
３８…底面                                ４０…面取り部
４２…テーパ状縮径部                      ５０…内径部
５２、５４…フランジ部                    ５６ａ、５６ｂ…環状溝部
【図１】
2008215380.tif 000003
【図２】
2008215380.tif 000004
【図３】
2008215380.tif 000005
【図４】
2008215380.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008215380.tif 000008
【図７】
2008215380.tif 000009
【図８】
2008215380.tif 000010
【図９】
2008215380.tif 000011
【図１０】
2008215380.tif 000012
【図１１】
2008215380.tif 000013