(57)【要約】【課題】内側ローラと転動体との接触面におけるエッジロードの発生を回避し又は緩和することにある。【解決手段】案内溝１８ａ〜１８ｃに向かって膨出し、周回する球面部３０を有する複数のトラニオン２６ａ〜２６ｃと、内周面に相互に対向する一対の断面円弧状の切欠部４８ａ、４８ｂが形成されると共に、前記球面部３０に対応する内球面３８が形成された内側ローラ３６と、ニードルベアリング４０を介して前記内側ローラ３６に外嵌された外側ローラ４２とを備え、前記内側ローラ３６の外径面３７が、周方向曲率（１／ｒ１）に対して軸方向曲率（１／ｒ２）が大きい凸形状に設定される。【選択図】図１
2007303578.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周面に設けられ一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内空部内に挿入されて他方の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において、
前記案内溝に向かって膨出し、周回する球面部を有する複数のトラニオンと、
内周面に相互に対向する一対の断面円弧状の切欠部が形成されると共に、前記球面部に対応する内球面が形成された内側ローラと、
転動体を介して前記内側ローラに外嵌され、前記トラニオンの軸線方向に沿って前記内側ローラと相対的に変位自在に設けられた外側ローラと、
を備え、
前記内側ローラの外径面は、周方向曲率に対して軸方向曲率が大きい凸形状からなることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記内側ローラの外径面と前記転動体の外周面との接触部分であるヘルツの接触楕円の長軸の長さが、前記内側ローラ及び転動体における転動面幅よりも小さく設定されることを特徴とする等速ジョイント。
【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等速ジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の駆動力伝達部では、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結し回転力を各車軸へと伝達する等速ジョイントが用いられている。
【０００３】
この種の等速ジョイントに関し、本出願人は、一方の伝達軸が傾動してトラニオンが案内溝に沿って変位する際に発生するスライド抵抗を低減させることにより誘起スラスト性能を向上させ、しかも耐久性を向上させることが可能な等速ジョイントを提案している（特許文献１、２参照）。
【０００４】
例えば、特許文献１、２には、それぞれ、周方向に沿って球面部が設けられたトラニオンと、内周面に前記球面部に対応して面接触する球面状の凹部（内球面）が形成された第１ローラと、ニードルベアリングを介して前記第１ローラに外嵌される第２ローラとを有する等速ジョイントを提案している。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７０７８４号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記等速ジョイントでは、回転駆動力が伝達される高負荷時において、第１ローラの外周面とニードルベアリングの外周面とが接触しその稜線部分においてエッジロードが発生する可能性がある。
【０００７】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、内側ローラと転動体との接触面におけるエッジロードの発生を回避し又は緩和することにより、耐久性を向上させると共に、スライド抵抗を低減させることが可能な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】
【０００８】
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周面に設けられ一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内空部内に挿入されて他方の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において、
前記案内溝に向かって膨出し、周回する球面部を有する複数のトラニオンと、
内周面に相互に対向する一対の断面円弧状の切欠部が形成されると共に、前記球面部に対応する内球面が形成された内側ローラと、
転動体を介して前記内側ローラに外嵌され、前記トラニオンの軸線方向に沿って前記内側ローラと相対的に変位自在に設けられた外側ローラと、
を備え、
前記内側ローラの外径面は、周方向曲率に対して軸方向曲率が大きい凸形状からなることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記内側ローラの外径面と前記転動体の外周面との接触部分であるヘルツの接触楕円の長軸の長さが、前記内側ローラ及び転動体における転動面幅よりも小さく設定されるとよい。
【００１０】
本発明によれば、転動体と内側ローラの外径面との接触状態を適正化するために、前記内側ローラの外径面において、周方向曲率（１／ｒ１）に対して軸方向曲率（１／ｒ２）が大きく、しかも、半径外方向に膨出形成された凸形状からなる太鼓形状に設定されることにより、軸方向に沿って長い長軸と周方向に沿って短い短軸からなるヘルツの接触楕円が形成される。なお、ｒ１は周方向曲率半径、ｒ２は軸方向曲率半径を、それぞれ示している。
【００１１】
従って、本発明では、内側ローラの軸方向に沿った角部である第１稜線部及び第２稜線部が前記ヘルツの接触楕円にそれぞれ含まれることがなく、転動体との間でエッジロードが発生することを好適に回避乃至抑制することができる。
【００１２】
この結果、本発明では、第１稜線部及び第２稜線部における接触面圧が抑制されてエッジロードの発生が回避又は緩和されることにより、耐久性が向上し、スライド抵抗を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
内側ローラと転動体との接触面におけるエッジロードの発生を回避し又は緩和することにより、耐久性を向上させると共に、スライド抵抗を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る等速ジョイントについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１５】
図１において参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントを示し、この等速ジョイント１０は、一方の伝達軸である図示しない第１軸の一端部に一体的に連結されて開口部を有する筒状のアウタカップ（アウタ部材）１２と、他方の伝達軸である第２軸１４の一端部に固着されてアウタカップ１２の孔部内に収納されるインナ部材１６とから基本的に構成される。
【００１６】
前記アウタカップ１２の内壁面には、図１に示されるように、軸線方向に沿って延在し、軸心の回りにそれぞれ１２０度の間隔をおいて３本の案内溝１８ａ〜１８ｃが形成される（但し、案内溝１８ｂ、１８ｃは図示するのを省略している）。前記案内溝１８ａ〜１８ｃは、断面が緩やかな曲線状に形成された天井部２０と、前記天井部２０の両側に相互に対向し断面円弧状に形成された摺動部２２ａ、２２ｂとから構成される。
【００１７】
第２軸１４にはリング状のスパイダボス２４が外嵌され、前記スパイダボス２４の外周面には、それぞれ案内溝１８ａ〜１８ｃに向かって膨出し軸心の回りに１２０度の間隔をおいて３本のトラニオン２６ａ〜２６ｃが一体的に形成される（但し、トラニオン２６ｂ、２６ｃは、図示するのを省略している）。
【００１８】
各トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、リング状のスパイダボス２４から半径外方向に向かって膨出する首部２８と、前記首部２８と一体的に形成され周方向に沿った円環状の部分球面からなる球面部３０が形成された頭部３２とから構成される。
【００１９】
前記頭部３２の上面には、アウタカップ１２の軸線方向から見ると所定の曲率からなる円弧状に形成され（図１参照）、且つアウタカップ１２の軸線と直交する方向から見ると直線状に形成された第１曲面３４ａが設けられている（図２参照）。また、前記頭部３２の下面には、前記第１曲面３４ａと同様な第２曲面３４ｂが首部２８と連続するように形成されている。さらに、前記頭部３２には、前記第１曲面３４ａと前記第２曲面３４ｂとの間の外周面に周方向に沿って形成された球面部３０を有する（図３参照）。
【００２０】
トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の外周部には、リング体からなる内側ローラ３６が外嵌される。前記内側ローラ３６の内壁には、前記トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の球面部３０に対応する球面状の凹部からなる内球面３８が形成される。
【００２１】
この場合、前記内側ローラ３６の外径面３７は、図６に示される周方向曲率（１／ｒ１）に対して図７に示される軸方向曲率（１／ｒ２）が大きく、しかも、半径外方向に膨出形成された凸形状からなる太鼓形状に設定される。なお、ｒ１は周方向曲率半径、ｒ２は軸方向曲率半径をそれぞれ示している。また、前記内側ローラ３６の外径面３７の上部には、図４に示されるように、軸方向に沿って所定角度傾斜する環状の第１テーパ部３９ａが形成されると共に、前記内側ローラ３６の外径面３７の下部には、前記第１テーパ部３９ａよりも幅狭な環状の第２テーパ部３９ｂが形成される。
【００２２】
このように、内側ローラ３６の外径面３７における周方向曲率（１／ｒ１）に対して軸方向曲率（１／ｒ２）を大きく設定することにより、前記内側ローラ３６と前記ニードルベアリング４０との接触範囲を後述するヘルツの接触楕円４１（図４参照）とすることができる。
【００２３】
前記内側ローラ３６の外径側には、複数のニードルベアリング４０を介して前記内側ローラ３６よりも大なる直径を有するリング体によって構成された外側ローラ４２が外嵌される。
【００２４】
内側ローラ３６の外径面３７に沿って複数のニードルベアリング４０が配置され、前記内側ローラ３６の外径面３７に対してニードルベアリング４０が接触する。なお、前記複数のニードルベアリング４０は、転動体として機能するものであり、外側ローラ４２の内周面に形成された環状の凹部内に転動自在に装着されて脱落しないように組み込まれている。
【００２５】
さらに、前記内側ローラ３６には、図５〜図７に示されるように、球面部３０を有するトラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）と内側ローラ３６の内球面３８とを容易に組み付けるために（図８参照）、その上面部４４と円形状の開口部４６の内壁面との境界部分に相互に対向する一対の断面円弧状の切欠部４８ａ、４８ｂが形成されている。
【００２６】
この場合、図１及び図２に示されるように、トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の球面部３０と内側ローラ３６の内球面３８とは、面接触するように設けられる。
【００２７】
また、外側ローラ４２の内周面の上部（端部）には、半径内方向に所定長だけ突出して形成された第１環状フランジ部５８ａが設けられ、一方、前記第１環状フランジ部５８ａの下方側には、半径内方向に所定長だけ突出する第２環状フランジ部５８ｂが形成される。
【００２８】
本実施の形態に係る等速ジョイント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、その動作並びに作用効果について説明する。
【００２９】
図示しない第１軸が回転すると、その回転力はアウタカップ１２を介してインナ部材１６に伝達され、トラニオン２６ａ〜２６ｃを通じて第２軸１４が所定方向に回転する。
【００３０】
すなわち、アウタカップ１２の回転力は、案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の摺動部２２ａ、２２ｂに面接触する外側ローラ４２及びニードルベアリング４０を介して内側ローラ３６に伝達され、さらに、前記内側ローラ３６の内球面３８に面接触する球面部３０を介してトラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）に伝達されることにより、前記トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）に係合する第２軸１４が回転する。
【００３１】
この場合、第１軸を有するアウタカップ１２に対して第２軸１４が所定角度傾斜すると、内側ローラ３６に形成された内球面３８に対してトラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の球面部３０が面接触した状態を保持しながら、前記トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、その軸心（点Ｏ）を回動中心として矢印Ａ方向に摺動変位し、あるいは、トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の軸線を回転中心として内球面３８に沿って周方向（矢印Ｂ方向）に摺動変位する（図１参照）。
【００３２】
また、前記トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、外側ローラ４２に保持された複数本のニードルベアリング４０に対して摺動する内側ローラ３６と一体的に、該トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の軸線方向（矢印Ｃ方向）に沿って変位する（図１参照）。
【００３３】
さらに、前記トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、案内溝１８ａ〜１８ｃに沿って摺動する外側ローラ４２を介して、該トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の軸線と略直交する方向、すなわち、案内溝１８ａ〜１８ｃの長手方向（図２の矢印Ｄ方向）に沿って変位する。
【００３４】
このようにして、第１軸の回転運動（回転駆動力）は、アウタカップ１２に対する第２軸１４の傾斜角度に影響されることなく第２軸１４に円滑に伝達される。
【００３５】
ところで、本実施の形態では、転動体として機能するニードルベアリング４０と内側ローラ３６の外径面３７との接触状態を適正化するために、前記内側ローラ３６の外径面３７において、図６に示される周方向曲率（１／ｒ１）に対して図７に示される軸方向曲率（１／ｒ２）が大きく、しかも、半径外方向に膨出形成された凸形状からなる太鼓形状に設定されている。なお、ｒ１は周方向曲率半径、ｒ２は軸方向曲率半径をそれぞれ示している。
【００３６】
このように、内側ローラ３６の外径面３７の軸方向曲率（１／ｒ２）が周方向曲率（１／ｒ１）よりも大きく、しかも半径外方向に膨出した太鼓形状に設定されることにより、外径が一定のニードルベアリング４０の外周面との間で逃げとして機能し、軸方向の上下部において内側ローラ３６の外周面とニードルベアリング４０の外周面との間でクリアランスが形成される。
【００３７】
これに対し、図１０に示されるように、外径が一定に形成された外径面３７ａを有する比較例に係る内側ローラ３６ａでは、前記内側ローラ３６ａの外径面３７ａとニードルベアリング４０の外周面との接触範囲６０が、内側ローラ３６における第１テーパ部３９ａと外径面３７ａとの境界部位である第１稜線部５０ａ及び第２テーパ部３９ｂと外径面３７との境界部位である第２稜線部５０ｂとがそれぞれ含まれた軸方向に長尺な長方形状となる。
【００３８】
従って、図１０に示される比較例では、回転駆動力が伝達される高負荷時において、トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）に外嵌される内側ローラ３６ａの第１稜線部５０ａ及び第２稜線部５０ｂとニードルベアリング４０の外周面とが接触し、前記第１稜線部５０ａ及び第２稜線部５０ｂにおける接触面圧が高くなってエッジロードが発生する可能性がある。
【００３９】
そこで、本実施の形態では、転動体として機能するニードルベアリング４０と内側ローラ３６の外径面３７との接触状態を適正化するために、前記内側ローラ３６の外径面３７において、図６に示される周方向曲率（１／ｒ１）に対して図７に示される軸方向曲率（１／ｒ２）が大きく、しかも、半径外方向に膨出形成された凸形状からなる太鼓形状に設定されることにより、図４に示されるように、軸方向に沿って長い長軸と周方向に沿って短い短軸からなるヘルツの接触楕円４１が形成される（図４参照）。
【００４０】
従って、本実施の形態では、内側ローラ３６における第１テーパ部３９ａと外径面３７との境界部位である第１稜線部５０ａ及び第２テーパ部３９ｂと外径面３７との境界部位である第２稜線部５０ｂが前記ヘルツの接触楕円４１にそれぞれ含まれることがなく、ニードルベアリング４０との間でエッジロードが発生することを好適に回避乃至抑制することができる。
【００４１】
換言すると、本実施の形態では、内側ローラ３６とニードルベアリング４０の接触範囲が、内側ローラ３６の外径面３７の有効転動面幅よりも小さく設定することができるために、第１稜線部５０ａ及び第２稜線部５０ｂにおける角部での接触が回避される。
【００４２】
この結果、本実施の形態では、内側ローラ３６の第１稜線部５０ａ及び第２稜線部５０ｂにおける接触面圧が抑制されてエッジロードの発生が回避又は緩和されることにより、耐久性が向上し、スライド抵抗を低減することができる。
【００４３】
さらに、ヘルツの接触論に基づき、内側ローラ３６の外径面３７の軸方向曲率（１／ｒ２）を所定値に設定することによって、トルク負荷伝達時における接触面圧、ヘルツの接触楕円４１の楕円形状を大きさが、その一例として図９に示されるように変化する。従って、許容される接触面圧及び転動面幅を考慮して軸方向曲率（１／ｒ２）が適宜設定されるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの軸線と直交する方向に沿った部分縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った等速ジョイントの軸線方向の部分縦断面図である。
【図３】図１に示す等速ジョイントのインナ部材の分解斜視図である。
【図４】内側ローラの外径面とニードルベアリングの外周面との接触範囲（ヘルツの接触楕円）を示す一部仮想側面図である。
【図５】図３に示す内側ローラの拡大斜視図である。
【図６】図５に示す内側ローラの平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図８】内側ローラとトラニオンとを組み付ける状態を示す縦断面図である。
【図９】内側ローラの軸方向曲率とニードルベアリングとの接触面圧との関係を示す特性図である。
【図１０】比較例に係る内側ローラとニードルベアリングとの接触部分を示す一部仮想側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…等速ジョイント                １２…アウタカップ
１６…インナ部材                    １８ａ〜１８ｃ…案内溝
２０…天井部                        ２４…スパイダボス
２６ａ〜２６ｃ…トラニオン          ２８…首部
３０…球面部                        ３２…頭部
３４ａ、３４ｂ…曲面                ３６、３６ａ…内側ローラ
３７、３７ａ…外径面                ３８…内球面
３９ａ、３９ｂ…テーパ部            ４０…ニードルベアリング
４１…ヘルツの接触楕円              ４２…外側ローラ
４６…開口部                        ４８ａ、４８ｂ…切欠部
５０ａ、５０ｂ…稜線部              ５８ａ、５８ｂ…環状フランジ部
【図１】
2007303578.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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