(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に筒軸方向に３本の案内溝が形成されたアウタ部材と、
前記アウタ部材の内側に配置され、ボス部からそれぞれ径方向に延在しそれぞれの前記案内溝内に挿入される３本のトラニオンを有するインナ部材と、
円筒状からなりそれぞれの前記トラニオンに回転可能に軸支されるインナローラと、円筒状からなりそれぞれの前記案内溝に転動可能に係合し且つ内周面に係止溝が形成されるアウタローラと、前記インナローラと前記アウタローラとの間に転動可能に介在するニードルと、Ｃ字型状からなり、前記係止溝に嵌め込まれ、前記インナローラ及び前記ニードルに対してローラ軸方向に係合するスナップリングと、を備える３つのローラと、
を備えるトリポード型等速ジョイントにおいて、
前記アウタローラの内径は、２６．４ｍｍ以下であり、
前記アウタローラと前記スナップリングとは、下記の式１の関係を有し、
前記インナローラは、外周端面に切欠部を形成し、
前記スナップリングの内周面は、前記切欠部に前記ローラ軸に直交する方向に係合することを特徴とするトリポード型等速ジョイント。
【数１】
0004558642.tif 000007
【請求項２】
前記アウタローラと前記スナップリングとは、さらに下記の式２の関係を有する請求項１記載のトリポード型等速ジョイント。
【数２】
0004558642.tif 000008
【請求項３】
前記アウタローラと前記スナップリングとは、さらに下記の式３の関係を有する請求項１又は２に記載のトリポード型等速ジョイント。
【数３】
0004558642.tif 000009
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナ部材が３本のトラニオンを有するトリポード型等速ジョイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トリポード型等速ジョイントは、トラニオンとアウタ部材の案内溝との間を回転可能に配置されたローラを有している。このローラには、いわゆるシングルローラタイプと、ダブルローラタイプとがある。シングルローラタイプのローラは、トラニオンの外周に回転可能に配置されるニードルと、ニードルの外周に配置され案内溝を転動可能なアウタローラとを備えている（例えば、特許文献１参照）。これに対して、ダブルローラタイプのローラは、トラニオンの外周に回転且つ揺動可能に配置されるインナローラと、案内溝を転動可能なアウタローラと、インナローラとアウタローラとの間に配置されるニードルとを備える（例えば、特許文献２参照）。つまり、ダブルローラタイプのローラは、トラニオンに対して揺動可能な構成とされている。
【０００３】
そして、ローラ構成部品を係止するために、スナップリングを用いている。シングルローラタイプのローラの場合には、スナップリングがトラニオンに係止されている。これは、ローラが、トラニオンに対して軸方向に移動するのみで、トラニオンに対して揺動しない構成であるからである。一方、ダブルローラタイプのローラの場合には、ローラがトラニオンに対して揺動する構成であるので、トラニオンに配置することができない。従って、ダブルローラタイプのローラの場合には、スナップリングはアウタローラに係止している。つまり、アウタローラの内周面に係止溝を形成し、当該係止溝にスナップリングを嵌め込まれている。
【特許文献１】特開２０００−２２０６５５号公報
【特許文献２】特許第２７５３９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、等速ジョイントを適用する対象であるシャフト径が小さい場合には、等速ジョイント自体の小型化の要請がある。しかし、ダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントにおいては、アウタローラの内周面の係止溝に嵌め込むスナップリングが、等速ジョイントの小型化を困難化していた。スナップリングをアウタローラの内周面の係止溝に嵌め込む際には、まずスナップリングを縮径する必要がある。そして、スナップリングの径が小さいほど、スナップリングの径に対する縮径量の割合が大きくなる。そのため、スナップリングにかかる応力が降伏応力を超えてしまい、塑性変形するおそれがある。そうすると、スナップリングが元の径の戻らず、アウタローラの内周面の係止溝とスナップリングとの掛かり代が小さくなるおそれがある。このように、当該掛かり代が小さくなると、場合によっては、スナップリングがアウタローラから離脱するおそれがある。
【０００５】
そのため、上記のような問題が生じるおそれがある場合には、大きなシャフト径に適用する等速ジョイントを適用していた。例えば、車両の動力伝達シャフトにダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントを適用する場合には、外径１９ｍｍ以下の車両の動力伝達シャフトには、外径１９ｍｍより大きな動力伝達シャフトに使用する等速ジョイントを使用していた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、組み付けの際にスナップリングが塑性変形することを防止できる小型のダブルローラタイプの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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のトリポード型等速ジョイントは、アウタ部材と、インナ部材と、３つのローラとを備える。アウタ部材は、内周面に筒軸方向に３本の案内溝が形成されている。インナ部材は、アウタ部材の内側に配置されており、ボス部からそれぞれ径方向に延在しそれぞれの案内溝内に挿入される３本のトラニオンを有する。ローラは、円筒状からなりそれぞれのトラニオンに回転可能に軸支されるインナローラと、円筒状からなりそれぞれの案内溝に転動可能に係合し且つ内周面に係止溝が形成されるアウタローラと、インナローラとアウタローラとの間に転動可能に介在するニードルと、Ｃ字型状からなり、係止溝に嵌め込まれ、インナローラ及びニードルに対してローラ軸方向に係合するスナップリングとを備える。
【０００８】
そして、アウタローラの内径は、２６．４ｍｍ以下であり、アウタローラとスナップリングとは、下記の式１の関係を有し、インナローラは、外周端面に切欠部を形成し、スナップリングの内周面は、切欠部にローラ軸に直交する方向に係合することを特徴とする。
【０００９】
【数４】
0004558642.tif 000002
【００１０】
ここで、内径２６．４ｍｍのアウタローラとは、シャフトの外径が１９ｍｍのものに最適な大きさの等速ジョイントを構成するアウタローラに相当する。この大きさは、従来ダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントを適用することが困難であった大きさである。そして、アウタローラとスナップリングの式１の関係は、換言すると、係止溝にスナップリングが嵌め込まれた状態において、スナップリングの外周端と係止溝の溝底との間に、直径で０．１ｍｍより大きな隙間が形成される関係である。
【００１１】
ところで、従来は、スナップリングの外周端と係止溝の溝底との間には、ほとんど隙間がない状態としていた。つまり、本発明は、従来隙間が形成されないようにしていた部分に、隙間を形成することにしている。換言すると、本発明係止溝の溝深さが、従来に比べて深くされている。その結果、従来は組み付けの際にスナップリングが塑性変形していたが、本発明によれば、組み付けの際にスナップリングが塑性変形することを防止できる。
さらに、本発明によれば、インナローラは、外周端面に切欠部を形成し、スナップリングの内周面は、切欠部にローラ軸に直交する方向に係合する。つまり、スナップリングが係止溝に嵌め込まれた状態において、スナップリングの内周面が切欠部に係合する。従って、スナップリングの中心と係止溝の中心とのずれ量が制限される。これにより、スナップリングと係止溝との掛かり代が全周に亘って適切に確保される。
【００１２】
さらに、アウタローラとスナップリングとは、下記の式２の関係を有するようにするとよい。
【００１３】
【数５】
0004558642.tif 000003
【００１４】
つまり、スナップリングの中心と係止溝の中心とが一致している場合において、スナップリングと係止溝との掛かり代が、０．６５ｍｍ以上となる。
【００１５】
ここで、例えば、外径１９ｍｍ以下の車両の動力伝達シャフト（例えば、中間シャフト）にトリポード型等速ジョイントを適用した場合、スナップリングが係止溝から離脱するための限界抗力は、３．８４ｋＮである。この抗力は、トラニオンとインナローラとの摩擦力に起因するものである。そして、当該限界抗力である３．８４ｋＮを確保するためには、上記式２の関係を満たせばよいことが分かった。つまり、上記式２の関係を満たすことで、スナップリングが係止溝から離脱することを確実に防止できる。
【００１６】
さらに、アウタローラとスナップリングとは、下記の式３の関係を有するようにするとよい。
【００１７】
【数６】
0004558642.tif 000004
【００１８】
これにより、スナップリングが係止溝の嵌め込まれた状態において、スナップリングの中心が係止溝の中心からずれた場合であっても、確実にスナップリングの全周が係止溝に挿入されることになる。つまり、スナップリングの全周が係止溝に係合している。従って、スナップリングが係止溝から離脱することをより確実に防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のトリポード型等速ジョイントによれば、組み付けの際にスナップリングが塑性変形することを防止できる。従って、小型なダブルローラタイプのトリポード型等速ジョイントであっても、スナップリングが係止溝から離脱することを防止できる。つまり、外径１９ｍｍ以下の動力伝達シャフトに対して、ダブルローラタイプの小型なトリポード型等速ジョイントを用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。ここで、本実施形態のトリポード型等速ジョイントは、車両の動力伝達シャフトの連結に用いる場合を例に挙げて説明する。具体的には、トランスミッションに連結されたシャフトと中間シャフトとの連結部位、又は、該中間シャフトとディファレンシャルギヤに連結されるシャフトとの連結部位に用いる場合である。そして、特に、中間シャフトのシャフト外径が１９ｍｍ以下の場合を対象としている。
【００２２】
この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。図１は、トリポード型等速ジョイントのシャフト軸径方向断面図を示す。このトリポード型等速ジョイントは、一方側のシャフト（図示せず）に連結されるアウタ部材１０と、他方側のシャフト（図示せず）（中間シャフト）に連結されるインナ部材２０と、アウタ部材１０とインナ部材２０との間に介在するローラ３０とから構成される。
【００２３】
アウタ部材１０は、有底筒状に形成されており、筒底側が一方側のシャフトに連結されている。そして、アウタ部材１０の筒状部分の内周面には、筒軸（シャフト軸）方向（図１の前後方向）に延在するような案内溝１１が３本形成されている。なお、図１においては、１本の案内溝１１のみを示す。
【００２４】
インナ部材２０は、アウタ部材１０の筒状部分の内側に配置されている。このインナ部材２０は、他方側のシャフト（中間シャフト）に連結される円環状からなるボス部２１と、ボス部２１の外周側に径方向に向かって延在する３本のトラニオン２２を備える。それぞれのトラニオン２２は、アウタ部材１０の案内溝１１内に挿入されている。
【００２５】
ローラ３０の全体形状は、円環状からなる。そして、ローラ３０は、トラニオン２２の外周側に回転且つ揺動可能に配置され、且つ、案内溝１１に転動可能に配置されている。このローラ３０は、インナローラ３１と、アウタローラ３２と、複数のニードル３３と、２個のスナップリング３４とから構成される。
【００２６】
インナローラ３１は、円筒状からなり、それぞれのトラニオン２２に回転且つ揺動可能に軸支されている。アウタローラ３２は、円筒状からなる。このアウタローラ３２の外周面は、案内溝１１に倣った形状からなる。従って、アウタローラ３２は、案内溝１１に対して図１の上下方向の軸回りに転動可能に係合する。さらに、アウタローラ３２の内周面には、径方向外側（図１の上側）及び径方向内側（図１の下側）に係止溝３２ａが形成されている。これら２カ所の係止溝３２ａの離間距離は、上述したインナローラ３１の筒長さ及び後述するニードル３３の軸方向長さとほぼ同程度である。このアウタローラ３２の内径Ｄｏは、２６．４ｍｍとしている。なお、アウタローラ３２の内径Ｄｏが２６．４ｍｍ以下であるトリポード型等速ジョイントとは、中間シャフトのシャフト外径が１９ｍｍ以下のものに適応する大きさの当該等速ジョイントに相当する。そして、それぞれのニードル３３は、細長い円柱状からなり、インナローラ３１とアウタローラ３２の間に、インナローラ３１及びアウタローラ３２に対して転動可能に介在している。
【００２７】
スナップリング３４は、切込み部分３４ａ（図３に示す）が形成されたＣ字型状からなる。つまり、スナップリング３４は、縮径可能な形状からなる。これらのスナップリング３４は、係止溝３２ａにそれぞれ嵌め込まれる。そして、インナローラ３１及びニードル３３に対して、ローラ軸方向（図１の上下方向）に係合するようにされている。つまり、スナップリング３４は、インナローラ３１及びニードル３３がアウタローラ３２の内側から図１の上方向及び下方向へ離脱しないようにするための部材である。
【００２８】
次に、アウタローラ３２の内径Ｄｏ、係止溝３２ａの溝深さＤｅｐｔｈ、及び、スナップリング３４の外径Ｄｓの関係について説明する。まず、Ｄｏ、Ｄｅｐｔｈ、Ｄｓは、下記の式１〜式３の関係を有する。
【００２９】
【数７】
0004558642.tif 000005
【００３０】
式１の関係によれば、係止溝３２ａにスナップリング３４が嵌め込まれた状態において、スナップリング３４の外周端と係止溝３２ａの溝底との間に、直径で０．１ｍｍより大きな隙間が形成される。つまり、係止溝３２ａの中心とスナップリング３４の中心とが一致している場合において、スナップリング３４の外周端と係止溝３２ａの溝底との間に、全周に亘って０．０５ｍｍより大きな隙間が形成される。
【００３１】
式２の関係によれば、係止溝３２ａの中心とスナップリング３４の中心とが一致している場合において、スナップリング３４と係止溝３２ａとの掛かり代ｄが、全周に亘って０．６５ｍｍ以上となる。
【００３２】
ここで、式２の関係について、図２を参照して詳細に説明する。図２は、中間シャフトのシャフト外径が１９ｍｍの場合における、掛かり代ｄ［ｍｍ］とスナップリング３４を係止溝３２ａから離脱させるための限界抗力［ｋＮ］との関係を示す。ここで、当該限界抗力とは、スナップリング３４に図１の上下方向の力を付与した場合に、スナップリング３４が係止溝３２ａから離脱する際の力である。具体的には、等速ジョイントが回転することにより、トラニオン２２とインナローラ３１との間にローラ軸方向（図１の上下方向）の摩擦力が発生する。この摩擦力により、インナローラ３１及びニードル３３がアウタローラ３２に対してローラ軸方向に相対移動しようとする。そのため、インナローラ３１及びニードル３３がスナップリング３４をローラ軸方向に押圧する。このインナローラ３１及びニードル３３がスナップリング３４に付与する押圧力が、スナップリング３４を係止溝３２ａから離脱させるための抗力である。そして、スナップリング３４を係止溝３２ａから離脱させる際の抗力（押圧力）が限界抗力となる。
【００３３】
図２に示すように、掛かり代ｄが小さいほど、限界抗力は小さくなる。そして、掛かり代ｄが０．６５ｍｍの場合における限界抗力は、３．８４Ｎである。ここで、限界抗力３．８４ｋＮとは、中間シャフトのシャフト外径１９ｍｍのものにトリポード型等速ジョイントを適用した場合に求められる最低の限界抗力である。つまり、中間シャフトのシャフト外径１９ｍｍ以下のものにトリポード型等速ジョイントを適用する場合に、掛かり代ｄが０．６５ｍｍ以上確保することで、限界抗力として求められる必要な条件を満たすことになる。つまり、掛かり代ｄを０．６５ｍｍ以上確保することで、スナップリング３４が係止溝３２ａから離脱することを防止できる。
【００３４】
また、上述した式１の関係により、係止溝３２ａの中心とスナップリング３４の中心とが、０．０５ｍｍ以上ずれる場合がある。このように両中心がずれた場合であっても、式３の関係によれば、常に、スナップリング３４の全周に亘って、スナップリング３４の少なくとも一部分が係止溝３２ａに挿入されることになる。つまり、常に、スナップリング３４が全周に亘って、係止溝３２ａに確実に係合する。これにより、スナップリング３４が係止溝３２ａから離脱することをより確実に防止できる。
【００３５】
次に、スナップリング３４を係止溝３２ａに嵌め込む工程について図３を参照して説明する。図３は、スナップリング３４を係止溝３２ａに嵌め込む工程について説明する図であって、スナップリング３４と係止溝３２ａの部分について示す。
【００３６】
ここで、スナップリング３４は、切込み部分３４ａが形成されたＣ字型形状をなしている。そして、まずは、図３に示すように、このスナップリング３４の端部から約半周分を係止溝３２ａに挿入する。このとき、スナップリング３４の端部から約半周分の部分は、係止溝３２ａの溝底付近まで挿入されている。その後、スナップリング３４の外周端がアウタローラ３２の内周面の内側に位置するまで、スナップリング３４を縮径する。このときのスナップリング３４の縮径量Ｓは、下記の式４のように表される。
【００３７】
【数８】
0004558642.tif 000006
【００３８】
そして、スナップリング３４を縮径した状態で、スナップリング３４のうち係止溝３２ａにまだ挿入されていない残りの部分を係止溝３２ａの位置まで移動する。その後、縮径状態を解除して、スナップリング３４の全てを係止溝３２ａに嵌め込む。
【００３９】
ここで、式４の関係より、係止溝３２ａの溝深さＤｅｐｔｈが大きくなるほど、スナップリング３４の縮径量Ｓの最小値が小さくなる。ここで、従来は、スナップリング３４の外径Ｄｓと、係止溝３２ａの最大離間距離（＝Ｄｏ＋２×Ｄｅｐｔｈ）とがほぼ同一であった。つまり、本実施形態の係止溝３２ａの溝深さＤｅｐｔｈは、従来の係止溝の溝深さに比べて深くなっている。つまり、本実施形態では、従来に比べて、スナップリング３４の縮径量Ｓの最小値が小さくなっている。
【００４０】
つまり、スナップリング３４の縮径量Ｓの最小値が小さくできるので、スナップリング３４を係止溝３２ａに嵌め込む際にスナップリング３４に作用する応力が小さくなる。特に、アウタローラ３２の内径Ｄｏが２６．４ｍｍ以下の場合において、係止溝３２ａの溝深さＤｅｐｔｈを式１のようにすることで、スナップリング３４に作用する応力は降伏応力より小さくすることができる。つまり、スナップリング３４が塑性変形することを防止できる。
【００４１】
以上説明したように、スナップリング３４が塑性変形することなく、スナップリング３４を係止溝３２ａに嵌め込むことができる。そして、スナップリング３４が係止溝３２ａから離脱することを確実に防止できる。
【００４２】
なお、上記実施形態においては、インナローラ３１は、肉厚の等しい円筒状とし、且つ、ローラ軸方向の長さを２カ所の係止溝３２ａの離間距離とほぼ同程度としたが、これに限られるものではない。他の形態からなるインナローラ４１を備えるトリポード型等速ジョイントを図４に示す。図４に示すように、インナローラ４１は、全体的には、円筒状からなる。このインナローラ４１のローラ軸方向の長さは、２カ所の係止溝３２ａの離間距離よりも大きくされている。そして、インナローラ４１の外周側であってローラ軸方向の両端には、それぞれ切欠部４１ａが形成されている。これらの切欠部４１ａに、それぞれのスナップリング３４の内周側の部分が配置している。つまり、スナップリング３４の内周面が切欠部４１ａに、ローラ軸に直交する方向（図４の左右方向）に係合している。
【００４３】
つまり、スナップリング３４が係止溝３２ａに嵌め込まれた状態において、スナップリング３４の内周面が切欠部４１ａに係合するので、スナップリング３４の中心と係止溝３２ａの中心とのずれ量が制限される。これにより、スナップリング３４と係止溝３２ａとの掛かり代ｄが全周に亘って適切に確保される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態におけるトリポード型等速ジョイントのシャフト軸径方向断面図を示す。
【図２】中間シャフトのシャフト外径が１９ｍｍの場合における、掛かり代ｄ［ｍｍ］と、スナップリング３４を係止溝３２ａから離脱させるための限界抗力［ｋＮ］との関係を示す。
【図３】スナップリング３４を係止溝３２ａに嵌め込む工程について説明する図である。
【図４】他の形態からなるインナローラ４１を備えるトリポード型等速ジョイントのシャフト軸径方向断面図を示す。
【符号の説明】
【００４５】
１０：アウタ部材、  １１：案内溝、  
２０：インナ部材、  ２１：ボス部、  ２２：トラニオン、
３０：ローラ、  ３１：インナローラ、  ３２：アウタローラ、  ３２ａ：係止溝、
３３：ニードル、  ３４：スナップリング、
４１：インナローラ、  ４１ａ：切欠部
【図１】
0004558642.tif 000010
【図２】
0004558642.tif 000011
【図３】
0004558642.tif 000012
【図４】
0004558642.tif 000013