(57)【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し、トラニオンの球面に対して前記球面に対応する球面状の凹部が形成された環状部材が装着される等速ジョイントにおいて、
トルク負荷が付与されない前記トラニオンの球面の一部に、穴部からなる切欠面を設けたことを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
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し、トラニオンの球面に対して前記球面に対応する球面状の凹部が形成された環状部材が装着される等速ジョイントにおいて、
トルク負荷が付与されない前記トラニオンの球面の一部に、周方向に沿って湾曲するとともに略中央部が幅広で周方向に沿った両端部側に向かって徐々に幅狭となる曲面部からなる切欠面を設けたことを特徴とする等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、一方の伝達軸である第１軸と他方の伝達軸である第２軸とを連結させる等速ジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の駆動力伝達部では、一方の伝達軸である第１軸と他方の伝達軸である第２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軌道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およびその組み付け方法について提案している（特願平１０−３４９１４４号および特願平１０−３７１６３９号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記提案に関連してなされたものであり、周方向に沿って球面が形成され、その球面の一部に平面部、穴部、凹部または幅広な平坦面等の切欠面が設けられたトラニオンと、内周面に前記球面に対応する球面状の凹部が形成された内側ローラとを簡便に組み付けることができるとともに、相互に接触する球面同士の潤滑性を向上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。
【０００５】
なお、球面状に形成されたトラニオンの外表面の一部に切欠面として平面部を設けることは、特公表平４−５０３５５４号公報、特開平７−１０３２５１号公報等に開示されている。
【０００６】
しかしながら、前記特公表平４−５０３５５４号公報および特開平７−１０３２５１号公報に開示された技術的思想では、球面状のトラニオンに対してリング状のローラを装着する際、前記ローラを押圧して該ローラが弾性変形した状態で球面状のトラニオンに嵌めているのに対し、本発明では、内側ローラを弾性変形させることなく該内側ローラの球面に対して球面状のトラニオンを装着している点で相違している。
【０００７】
さらに、特開平７−１０３２５１号公報では、トラニオンに対してトルク負荷が付与される球面の一部に平面部を形成しているのに対し、本発明では、トラニオンに対してトルク負荷が付与されない球面の一部に平面部等を形成している点で相違している。
【０００８】
従って、前記特公表平４−５０３５５４号公報および特開平７−１０３２５１号公報に開示された技術的思想と本発明とでは、その構成並びに作用効果が顕著に相違している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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し、トラニオンの球面に対して前記球面に対応する球面状の凹部が形成された環状部材が装着される等速ジョイントにおいて、
トルク負荷が付与されない前記トラニオンの球面の一部に、切欠面を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この場合、前記切欠面を、穴部、または周方向に沿って湾曲し略中央部が幅広で周方向に沿った両端部側に向かって徐々に幅狭となる曲面部によって形成する。
【００１１】
本発明によれば、トルク負荷が付与されないトラニオンの球面の一部に、切欠面を設けることにより、球面を有するトラニオンに対して前記球面に対応する球面状の凹部が形成された内側ローラを組み付ける際、前記切欠面を切り欠いた分だけのクリアランスによって組み付けを容易に行うことができる。また、前記切欠面が油溜まり部として機能することにより、相互に接触する球面同士の潤滑性が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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。
【００１３】
図１および図２において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントを示す。
【００１４】
この等速ジョイント１０は、一方の伝達軸である第１軸１２（図２において、その一部を省略して示している）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）１４と、他方の伝達軸である第２軸１６の一端部に固着されて前記アウタカップ１４の孔部内に収納されるインナ部材１８とから構成される。
【００１５】
前記アウタカップ１４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約１２０度の間隔をおいて３本の案内溝２０ａ〜２０ｃが形成される。前記案内溝２０ａ〜２０ｃは、それぞれ、図３に示されるように、外周面に沿って断面円弧状に形成された凹部を有する天井部２２と、前記天井部２２の両側に相互に対向して形成された断面円弧状の側面部２４ａ、２４ｂとから構成される。
【００１６】
図１に示されるように、第２軸１６にはリング状のスパイダボス部２６が外嵌され、前記スパイダボス部２６の外周面には、それぞれ案内溝２０ａ〜２０ｃに向かって膨出し軸心の回りに約１２０度の間隔をおいて３本のトラニオン２８ａ〜２８ｃが一体的に形成される。
【００１７】
各トラニオン２８ａ〜２８ｃは、図３に示されるように、リング状のスパイダボス部２６から半径外方向に向かって膨出する首部３０と、前記首部３０と一体的に形成され、薄肉の扁平状に形成された頭部３２とから構成される。
【００１８】
前記頭部３２の上面部には、アウタカップ１４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３参照）、且つアウタカップ１４の軸線と略直交する方向から見ると直線状に形成された第１曲面３３が設けられている（図２参照）。この場合、前記第１曲面３３の形状は、アウタカップ１４の軸線と略直交する方向から見て直線状に限定されるものではなく、所定の曲率からなる円弧状に形成してもよい。
【００１９】
また、前記頭部３２の下面部には、前記第１曲面３３と同様な第２曲面３４が首部３０に連続するように形成されている。さらに、頭部３２は、第１曲面３３と第２曲面３４との間の外周面に形成された球面３５を有する。なお、各トラニオン２８ａ〜２８ｃにおいて、前記第１曲面３３と球面３５との境界部分および第２曲面３４と球面３５との境界部分に、断面曲線状の図示しない面取部を設けてもよい。
【００２０】
前記頭部３２の第１曲面３３と第２曲面３４との間のトルク負荷が付与されない前記球面３５の一部には、図４に示されるように、相互に対向する略円形状の一組の平面部（切欠面）３６ａ、３６ｂが形成されている。
【００２１】
トラニオン２８ａ〜２８ｃと側面部２４ａ、２４ｂとの間には、図３に示されるように、リング体からなり内周面の全体にわたって前記トラニオン２８ａ〜２８ｃの球面３５に対応する球面状の凹部３８が形成された内側ローラ（環状部材）４０と、複数のニードルベアリング４２を介して前記内側ローラ４０に外嵌される外側ローラ４４とを有する。前記外側ローラ４４の外周面は、案内溝２０ａ〜２０ｃの側面部２４ａ、２４ｂに対応して断面円弧状に形成され、該外側ローラ４４の外周面と案内溝２０ａ〜２０ｃの側面部２４ａ、２４ｂとがそれぞれ面接触するように設けられている。
【００２２】
なお、前記外側ローラ４４の外周面と案内溝２０ａ〜２０ｃの側面部２４ａ、２４ｂの断面形状は、それぞれ、前記円弧状に限定されるものではなく、断面がそれぞれ直線状となるように平面に形成してもよい。
【００２３】
前記複数のニードルベアリング４２は、外側ローラ４４の内周面に形成された環状の凹部４６内に転動自在に装着されている。なお、前記複数のニードルベアリング４２をキーストン効果によって前記凹部４６から脱落しないように組み込んでもよい。
【００２４】
前記内側ローラ４０には、図５乃至図８に示されるように、該内側ローラ４０の孔部４８に対してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を容易に組み込むために、上面部５０と内壁面との境界部分に略楕円形状の切欠部５２が形成されている。
【００２５】
この場合、前記トラニオン２８ａ〜２８ｃの球面３５と内側ローラ４０の凹部３８とは、それぞれ面接触するように設けられている。従って、トラニオン２８ａ〜２８ｃは、内側ローラ４０に対して点Ｏ1を中心として矢印Ａ方向に回動自在に設けられるとともに、該トラニオン２８ａ〜２８ｃの軸線を回動中心として球面に沿った周方向（矢印Ｂ方向）に回動自在に設けられる。また、トラニオン２８ａ〜２８ｃおよび内側ローラ４０は、外側ローラ４４に保持されたニードルベアリング４２に対して、一体的に上下方向（矢印Ｃ方向）に沿って変位自在に設けられている。
【００２６】
本発明の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、その動作並びにその作用効果について説明する。
【００２７】
一方の伝達軸として機能する第１軸１２が回転すると、その回転力は、アウタカップ１４を介してインナ部材１８に伝達され、トラニオン２８ａ〜２８ｃを通じて第２軸１６が所定方向に回転する。
【００２８】
すなわち、アウタカップ１４の回転力は、案内溝２０ａ〜２０ｃに接触する外側ローラ４４およびニードルベアリング４２を介して内側ローラ４０に伝達され、さらに、前記内側ローラ４０の凹部３８に面接触する球面３５を介してトラニオン２８ａ〜２８ｃに伝達されることにより前記トラニオン２８ａ〜２８ｃに係合する第２軸１６が回転する。
【００２９】
この場合、第１軸１２を有するアウタカップ１４に対して第２軸１６が所定角度傾斜すると、内側ローラ４０に形成された球面状の凹部３８に対してトラニオン２８ａ〜２８ｃの球面３５が面接触した状態を保持しながら、前記トラニオン２８ａ〜２８ｃは、図３に示されるように、点Ｏ1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２８ａ〜２８ｃの軸線を回転中心として球面状の凹部３８に沿って周方向（矢印Ｂ方向）に摺動変位する。
【００３０】
また、前記トラニオン２８ａ〜２８ｃは、外側ローラ４４に保持されたニードルベアリング４２に対して摺動する内側ローラ４０と一体的に、該トラニオン２８ａ〜２８ｃの軸線方向（矢印Ｃ方向）に沿って変位する。
【００３１】
さらに、前記トラニオン２８ａ〜２８ｃは、案内溝２０ａ〜２０ｃに沿って摺動する外側ローラ４４を介して該トラニオン２８ａ〜２８ｃの軸線と略直交する方向、すなわち、案内溝２０ａ〜２０ｃの長手方向（矢印Ｄ方向）に沿って変位する（図２参照）。
【００３２】
このようにして、第１軸１２の回転運動は、アウタカップ１４に対する第２軸１６の傾斜角度に影響されることなく該第２軸１６に円滑に伝達される。
【００３３】
次に、本実施の形態に係る等速ジョイント１０の組み付け方法について、内側ローラ４０の孔部４８内にトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を装着する場合を例にして以下説明する。
【００３４】
略楕円形状の切欠部５２が設けられた内側ローラ４０では、図１０に示されるように、該内側ローラ４０に対してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を角度θだけ傾斜させて前記略楕円形状の切欠部５２に沿ってトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を挿入することにより、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）に対して内側ローラ４０が装着される。この場合、第２軸１６は、図１０中、紙面と略直交する方向に延在している。
【００３５】
本実施の形態では、トルク負荷が付与されないトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３５の一部に相互に対向する略円形状の一組の平面部３６ａ、３６ｂが切り欠いて形成されているため、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３５の投影長幅Ｘの長さをその切り欠いた分だけ短縮することができ、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）に対して内側ローラ４０を容易に装着することができる。従って、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）に対する内側ローラ４０の組み付け作業を簡便化してその組み付け性を向上させることができる。
【００３６】
また、前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の外表面に形成された平面部３６ａ、３６ｂは、潤滑油の油溜まり部として機能することにより、良好な潤滑特性が得られ、回転駆動力伝達特性および耐久性を向上させることができる。
【００３７】
なお、図１０中、θは組み付け角度、Ｒはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３５の半径、Ｈはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面幅、ｒは内側ローラ４０の切欠部５２の短半径、ｈは内側ローラ４０の幅、ｄはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の首部３０の半径、Ｘは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３５の投影長幅、Ｙは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３５の投影短幅、δは内側ローラ４０の切欠部５２とトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の首部３０とのクリアランスを、それぞれ示している。
【００３８】
この場合、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３５の投影短幅Ｙが２Ｒ（球面３５の直径）よりも小さくなる（内側ローラ４０の幅ｈ内に球面３５を確保する）ための条件は、次の式（１）で表される。
【００３９】
【数１】
0004026679.tif 000002
【００４０】
また、Ｙ＜Ｘとなるための条件は、次の式（２）で表される。
【００４１】
【数２】
0004026679.tif 000003
【００４２】
さらに、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と内側ローラ４０とが干渉しないための条件としては、次の式（３）で表される。
【００４３】
【数３】
0004026679.tif 000004
【００４４】
上記式（１）、式（２）および式（３）を充足するように、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）および内側ローラ４０の切欠部５２の形状を設定する。なお、組み付け角度θは、図１０中の紙面（３本のトラニオン２８ａ〜２８ｃの軸芯を含む面）上において、等速ジョイント１０の作動角度（第１軸１２と第２軸１６とによって形成される角度）に基づいて決定される内側ローラ４０の軸線とトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線とがなす角度よりも大きく設定されているものとする。
【００４５】
上記式（１）〜（３）を充足させ、さらに内側ローラ４０の切欠部５２に対してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を圧入しないで組み付ける場合には、下記式（４）を充足させるようにするとよい。
【００４６】
【数４】
0004026679.tif 000005
【００４７】
一方、上記式（１）〜（３）を充足させ、さらに内側ローラ４０の切欠部５２に対してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を圧入して組み付ける場合には、下記式（５）を充足させるようにするとよい。
【００４８】
【数５】
0004026679.tif 000006
【００４９】
なお、等速ジョイント１０の作動角度の２倍の大きさを限度として切欠部５２を形成することにより、回転駆動力伝達特性および耐久性を向上させることができる。さらに、前記切欠部５２の大きさを作動角度の２倍以上に設定することにより、良好な鍛造成形性が得られる。
【００５０】
次に、トルク負荷が付与されないトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３５の一部に形成された切欠面の変形例を図１１乃至図１４に示す。
【００５１】
図１１に示されるように、第１変形例では、平面部３６ａ、３６ｂに代替して断面略円形状の一組の穴部５６ａ、５６ｂが相互に対向して形成されている。
【００５２】
また、図１２に示されるように、第２変形例では、その球面３５の一部に周方向に沿って湾曲する一組の曲面部５８ａ、５８ｂが相互に対向して形成されている。この曲面部５８ａ、５８ｂは、略中央部が幅広で周方向に沿った両端部側に向かって徐々に幅狭となるように形成されている。この場合、図１３に示されるように、前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の湾曲する曲面部５８ａ、５８ｂに対応する曲面部６０ａ、６０ｂを内側ローラ４０ｂの内周面に形成するとよい。
【００５３】
第１および第２変形例では、このように構成することにより、トラニオン２８ａ〜２８ｃと内側ローラ４０ｂとの球面同士の接触面積が増大し、回転駆動力伝達特性が安定し耐久性を向上させるという効果が得られる。
【００５４】
さらに、図１４に示されるように、第３変形例では、その球面３５の一部に幅広な一組の平坦面６２ａ、６２ｂを相互に対向して形成されている。このように幅広な一組の平坦面６２ａ、６２ｂを形成することにより、鍛造成形時における球面の一部分６４ａ、６４ｂの肉の流動性を向上させることができる。
【００５５】
なお、第１乃至第３変形例に係るその他の作用効果は、前記実施の形態と同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５７】
すなわち、トルク負荷が付与されないトラニオンの球面の一部に、切欠面を設けることにより、球面を有するトラニオンに対して前記球面に対応する球面状の凹部が形成された内側ローラを組み付ける際、前記切欠面を切り欠いた分だけのクリアランスによって組み付けを容易に行うことができ、組み付け性の簡便化を図ることができる。
【００５８】
また、前記切欠面が油溜まり部として機能することにより、相互に接触する球面同士の潤滑性を向上させることができる。
【００５９】
さらに、トラニオンと環状部材との球面同士の接触面積を増大させ、回転駆動力伝達特性を安定させ、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【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略直交する方向の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図３】図１の一部省略拡大縦断面図である。
【図４】スパイダボス部を含む複数のトラニオンの斜視図である。
【図５】図４のトラニオンに装着される内側ローラの斜視図である。
【図６】図５の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】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図９】トラニオンに装着されるインナ部材の分解斜視図である。
【図１０】内側ローラをトラニオンに装着するための設定条件に供される説明図である。
【図１１】切欠面の第１変形例に係るトラニオンの斜視図である。
【図１２】切欠面の第２変形例に係るトラニオンの斜視図である。
【図１３】図１２のトラニオンに装着される内側ローラの斜視図である。
【図１４】切欠面の第３変形例に係るトラニオンの斜視図である。
【符号の説明】
１０…等速ジョイント              １２、１６…軸
１４…アウタカップ                １８…インナ部材
２０ａ〜２０ｃ…案内溝            ２６…スパイダボス部
２８ａ〜２８ｃ…トラニオン        ３２…頭部
３５…球面                        ３６ａ、３６ｂ…平面部
３８、４６…凹部                  ４０、４０ｂ…内側ローラ
４２…ニードルベアリング          ４４…外側ローラ
５２…切欠部                      ５６ａ、５６ｂ…穴部
５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ…曲面部
６２ａ、６２ｂ…平坦面
【図１】
0004026679.tif 000007
【図２】
0004026679.tif 000008
【図３】
0004026679.tif 000009
【図４】
0004026679.tif 000010
【図５】
0004026679.tif 000011
【図６】
0004026679.tif 000012
【図７】
0004026679.tif 000013
【図８】
0004026679.tif 000014
【図９】
0004026679.tif 000015
【図１０】
0004026679.tif 000016
【図１１】
0004026679.tif 000017
【図１２】
0004026679.tif 000018
【図１３】
0004026679.tif 000019
【図１４】
0004026679.tif 000020