JP3874992B2

JP3874992B2 - Constant velocity universal joint

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Publication number: JP3874992B2
Application number: JP2000130259A
Authority: JP
Inventors: 達朗杉山; 健二寺田; 竜宏後藤; 健太山崎; 久昭藏
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP2001311432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に使用される等速自在継手に関し、特にトリポード型等速自在継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転動力を伝達する動力伝達装置の一要素として（ドライブシャフトやプロペラシャフトの連結用継手として）、トリポード型等速自在継手が用いられている。
【０００３】
トリポード型等速自在継手は、一般に、内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を有し、各脚軸にそれぞれローラを回転可能に配設したトリポード部材とを主体として構成される。トリポード部材の脚軸と外側継手部材のローラ案内面とがローラを介して回転方向に係合することにより、駆動側から従動側に回転トルクが等速で伝達される。また、各ローラが脚軸に対して回転しながらローラ案内面上を転動することにより、外側継手部材とトリポード部材との間の相対的な軸方向変位や角度変位が吸収されると同時に、外側継手部材とトリポード部材とが作動角を取りつつ回転トルクを伝達する際の、回転方向位相の変化に伴う、各脚軸のローラ案内面に対する軸方向変位が吸収される。
【０００４】
トリポード型等速自在継手としては、上記ローラを複数のニードルローラを介して脚軸の円筒状外周面に装着したものもあるが、外側継手部材とトリポード部材とが作動角をとりつつ回転トルクを伝達する際、脚軸の傾きに伴って各ローラとローラ案内面とが互いに斜交した関係になるので、両者の間に滑りが生じ、その際の摺動抵抗によって各ローラの円滑な転動が妨げられて誘起スラストが大きくなるという問題がある。また、各ローラとローラ案内面との間の摺動抵抗によって、外側継手部材とトリポード部材とが軸方向に相対変位する際のスライド抵抗が大きくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、ローラとローラ案内面との斜交状態を解消して、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図るため、脚軸に対するローラの傾動を自在とする機構を備えたトリポード型等速自在継手が種々提案され、実用化されている。この種のトリポード型等速自在継手として、脚軸の外周面を凸球状に形成すると共に、ローラを複数のニードルローラを介して支持リングに回転可能に組み付けてローラ機構（ローラアッセンブリ）を構成し、支持リングの円筒状の内周面を脚軸の凸球状の外周面に外嵌した構成が知られている（特公平７−１１７１０８号、特許２６２３２１６号等）。この構成によれば、支持リングの円筒状の内周面と脚軸の凸球状の外周面との間の滑りによって、脚軸に対するローラ機構の傾動及び軸方向移動が自在となる。
【０００６】
さらに、本出願人は、この種のトリポード型等速自在継手における誘起スラストやスライド抵抗を一層効果的に低減するため、支持リングの内周面が円弧状凸断面であり、脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっている構成について既に出願している（特願平１１−０５９０４０号）。この構成によれば、支持リングの円弧状凸断面の内周面と脚軸のストレート形状の外周面との間の滑りによって、脚軸に対するローラ機構の傾動及び軸方向移動が自在となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、上述した本出願人の既出願（特願平１１−０５９０４０号）に係る等速自在継手を例にとると、図１１に誇張して示すように、無負荷状態において、ローラ機構Ａを構成する部品間（ローラ３４とニードルローラ３６との間、支持リング３２とニードルローラ３６との間）、ローラ３４とローラ案内面１４との間、及び支持リング３２と脚軸２２との間には若干のラジアル方向隙間が存在する。そのため、図１２に誇張して示すように、回転トルクの伝達時、脚軸２２、ローラ機構Ａ、及びローラ案内面１４の相互間に負荷荷重が加わって上記の隙間が詰まると、同図紙面内（継手の軸線と直交する断面内）で、脚軸２２の軸線Ｘが上記の隙間分だけローラ機構Ａの軸線Ｙに対して傾く（傾き角β）。この脚軸２２の傾きにより、脚軸２２とローラ機構Ａとの接触部（脚軸２２の外周面２２ａと支持リング３２の内周面３２ｃとの接触点）Ｓに負荷される負荷荷重Ｆの向きがトルク伝達方向（継手中心Ｏを中心とする円の接触点Ｓにおける接線方向）から内向きにずれて、脚軸基端側に向いた分力ｆが発生する（以下、この分力を「内向き分力ｆ」という。）。また、支持リング３２と係止リング３３及び係止リング３５との間には若干の軸方向隙間が存在し、支持リング３２はこの軸方向隙間分だけローラ３４に対して軸線方向に相対移動が可能である。そのため、上記の内向き分力ｆが加わると、支持リング３２が脚軸基端側に相対移動して係止リング３５に接触した状態になり、その分、支持リング３２の内周面３２ｃの曲率中心を通る中心線Ｌ１が、ローラ３４の外周面３４ａの曲率中心を通る中心線Ｌ２に対して脚軸基端側にΔｈだけずれ、その結果、上記の内向き分力ｆの大きさが助長される。そして、このような内向き分力ｆに起因して、ローラ機構Ａがローラ案内面１４に対して同図紙面内で右回り方向に傾き、非負荷側（図示省略）において、ローラ３４の外周面３４ａがローラ案内面１４の脚軸基端側部分と接触する機会が多くなり、ローラ３４の円滑な転動が妨げられて、継手の誘起スラストやスライド抵抗に影響することがある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の内向き分力に起因するローラ機構の傾きを抑制することにより、誘起スラストやスライド抵抗を一層効果的に低減し、安定させ、それによって、より低振動のトリポード型等速自在継手を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を有するトリポード部材と、トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着されたローラ機構とを備え、ローラ機構は、ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸線と平行な方向に案内されるローラと、ローラを回転可能に支持する支持リングとを含み、脚軸に対して傾動自在である等速自在継手において、脚軸とローラ機構との接触部に加わる負荷荷重の内向き分力に起因して、ローラ機構が継手の軸線と直交する断面内で傾くのを抑制する傾き抑制手段が設けられ、この傾き抑制手段として、ローラの外周面とローラ案内面とを２点でアンギュラコンタクトさせると共に、脚軸基端側のアンギュラコンタクト点の接触角を、脚軸先端側のアンギュラコンタクト点の接触角よりも大きくした構成を提供する。ここで、「内向き分力」は、上述したように、脚軸とローラ機構との接触部に負荷される負荷荷重の向きがトルク伝達方向から内向きにずれることにより発生する、上記負荷荷重の脚軸基端方向の荷重成分である。
【００１０】
上記の構成によれば、ローラの外周面とローラ案内面とをアンギュラコンタクトさせているので、ローラ機構のローラ案内面に対する姿勢が安定し、しかも、脚軸基端側のアンギュラコンタクト点の接触角を脚軸先端側のアンギュラコンタクト点の接触角よりも大きくしているので、内向き分力を脚軸基端側のアンギュラコンタクト点で多く負荷させることができる。そのため、継手の軸線と直交する断面内でのローラ機構の傾きが抑制され、ローラの円滑な転動が確保される。尚、アンギュラコンタクトを実現するための手段として、ローラ案内面の断面形状をゴシックアーチ形状、テーパ形状（Ｖ字形状）、放物線形状とすることができる。
【００１１】
また、上記の傾き抑制手段として、ローラの外周面を、その軸線と平行で上記接触部を通る直線の近傍に曲率中心を有する円弧状凸断面とした構成を採用することができる。この構成によれば、内向き分力の作用点となる上記接触部と、ローラ機構の傾きの支点となるローラの外周面の曲率中心とがローラ機構の半径方向に近接又は一致した位置関係になり、ローラ機構に作用する傾きのモーメント力が小さくなるので、継手の軸線と直交する断面内でのローラ機構の傾きが抑制され、ローラの円滑な転動が確保される。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、本発明は、内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を有するトリポード部材と、トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着されたローラ機構とを備え、ローラ機構は、ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸線と平行な方向に案内されるローラと、ローラを回転可能に支持する支持リングとを含み、脚軸に対して傾動自在である等速自在継手において、脚軸とローラ機構との接触部に加わる負荷荷重の内向き分力に起因して、ローラ機構が継手の軸線と直交する断面内で傾くのを抑制する傾き抑制手段が設けられ、支持リングの内周面は円弧状凸断面であり、脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっている構成を提供する。
【００１３】
脚軸の横断面形状について、継手の軸線と直交する方向で支持リングの内周面と接触するとともに継手の軸線方向で支持リングの内周面との間にすきまを形成するような形状とは、言い換えれば、トリポード部材の軸方向で互いに向き合った面部分が相互方向に、つまり、仮想円筒面よりも小径側に退避している形状を意味する。その一つの具体例として略楕円形が挙げられる。「略楕円形」には、字義どおりの楕円形の他、一般に卵形、小判形等と称される形状も含まれる。
【００１４】
従来円形であった脚軸の断面形状を上記の形状としたことにより、継手が作動角をとった時、ローラ機構（ローラアッセンブリ）の姿勢を変えることなく、脚軸が継手の軸線と平行な断面内で外側継手部材に対して傾くことができる。しかも、脚軸の外周面と支持リングとの接触楕円が従来の横長から点に近づくため（図１（Ｃ）参照）、ローラ機構を傾けようとする摩擦モーメントが低減する。したがって、ローラ機構の姿勢が安定し、ローラがローラ案内面と平行に保持されるため円滑に転動することができる。これにより、スライド抵抗の低減ひいては誘起スラストの低減に寄与する。
【００１５】
なお、ローラ機構は脚軸と外側継手部材との間に介在してトルクを伝達する役割を果たすものであるが、この種の等速自在継手におけるトルクの伝達方向は常に継手の軸線に直交する方向であるため、当該トルクの伝達方向において脚軸と支持リングとが接していることでトルクの伝達は可能であり、継手の軸線方向において両者間にすきまがあってもトルク伝達に支障を来すことはない。
【００１６】
上記構成において、支持リングの内周面の母線を、中央部の円弧部と両端部の逃げ部とで構成することができる。円弧部の曲率半径は、２〜３°程度の脚軸の傾きを許容できる大きさとするのが好ましい。
【００１７】
上記構成の等速自在継手において、ローラと支持リングとがそれらの軸線方向に相対移動するのを係止リングや係止鍔などの係止手段で両側から規制することによって、ローラ機構のアッセンブリ体としての一体性を確保することができる。しかしながら、ローラ又は支持リングと係止手段との間には軸方向隙間を確保する必要があり、支持リングはこの軸方向隙間分だけローラに対して軸線方向に相対移動可能である。したがって、上記の内向き分力が加わると、支持リングがローラに対して脚軸基端側に相対移動することにより、支持リングの内周面の曲率中心を通る中心線がローラの外周面の曲率中心を通る中心線に対して脚軸基端側にずれる。その結果、内向き分力の大きさが助長される。これを防止するため、上記の傾き抑制手段として、ローラ機構を構成する部品間の隙間に起因して支持リングがローラに対して脚軸基端側に相対移動した時に、ローラの外周面の曲率中心を通る中心線と支持リングの内周面の曲率中心を通る中心線とが一致するようした構成を採用することができる。この構成によれば、上記の内向き分力が低減される結果、継手の軸線と直交する断面内でのローラ機構の傾きが抑制され、ローラの円滑な転動が確保される。
【００１８】
また、上記の傾き抑制手段として、脚軸の外周面を縦断面において基端側に開いた傾斜状とすることもできる。この構成によれば、継手の軸線と直交する断面内で、脚軸の軸線がローラ機構の軸線に対して傾いた場合でも、脚軸の外周面自体の傾きは抑制され又は解消される。したがって、上記の内向き分力が低減され、その結果、継手の軸線と直交する断面内でのローラ機構の傾きが抑制され、ローラの円滑な転動が確保される。
【００１９】
以上に説明した傾き抑制手段の具体的構成は、単独で採用しても良いし、２以上の構成を組み合わせて採用しても良い。
【００２０】
以上の構成において、支持リングとローラの間に複数の転動体を配置して支持リングとローラを相対回転可能とすることができ、その転動体として、ニードルローラやボール等を用いることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１及び図２は、第１の実施形態に係るトリポード型等速自在継手を示している。図１（Ａ）は継手の軸線と直交する断面を示し、図１（Ｂ）は脚軸の軸線と直交する断面を示し、図１（Ｃ）は支持リングの断面を示し、図２は継手の軸線と平行な断面において、継手が作動角（θ）をとった時の状態を示している。
【００２３】
図１に示すように、この実施形態の等速自在継手は外側継手部材１０とトリポード部材２０とを主体として構成され、連結すべき２軸の一方が外側継手部材１０の軸部１０ａ（図２参照）と連結され、他方がトリポード部材２０と連結される。
【００２４】
外側継手部材１０は内周部に軸方向に延びる３本のトラック溝１２を有する。各トラック溝１２の円周方向で向かい合った側壁にそれぞれローラ案内面１４が形成されている。トリポード部材２０は半径方向に突設した３本の脚軸２２を有し、各脚軸２２にはローラ３４が取り付けてあり、このローラ３４が外側継手部材１０のトラック溝１２内に収容される。ローラ３４の外周面３４ａはローラ案内面１４に適合する凸曲面である。
【００２５】
ここでは、ローラ３４の外周面３４ａは脚軸２２の軸線から半径方向に離れた位置に曲率中心を有する円弧を母線とする円弧状凸断面であり、ローラ案内面１４の断面形状はゴシックアーチ形状であって、これにより、ローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とが２点でアンギュラコンタクトをなす。尚、球面状のローラ外周面に対してローラ案内面１４の断面形状をテーパ形状、放物線形状等としても両者のアンギュラコンタクトが実現する。このようにローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とが２点でアンギュラコンタクトをなす構成を採用することによって、ローラの姿勢が安定する。なお、アンギュラコンタクトを採用しない場合には、たとえば、ローラ案内面１４を軸線が外側継手部材１０の軸線と平行な円筒面の一部で構成し、その断面形状をローラ３４の外周面３４ａの母線に対応する円弧とすることもできる。
【００２６】
脚軸２２の外周面２２ａに支持リング３２が外嵌している。この支持リング３２とローラ３４とは複数のニードルローラ３６を介してアッセンブリ（ユニット化）され、相対回転可能なローラ機構（ローラアッセンブリ）Ａを構成している。
【００２７】
すなわち、図５に拡大して示すように、支持リング３２の円筒形外周面を内側軌道面とし、ローラ３４の円筒形内周面を外側軌道面として、これらの内外軌道面間に複数のニードルローラ３６が転動自在に介装されている。そして、支持リング３２、ローラ３４、及びニードルローラ３６が、それらの軸線方向に相対移動するのを規制するために、ローラ機構Ａの軸方向両側にそれぞれ係止手段が設けられている。同図に示す例では、両側の係止手段は係止リング３３、３５で構成され、それぞれ、ローラ３４の端部内周に設けられた円周溝３４ｃ、３４ｄに嵌合される。係止リング３３及び３５と支持リング３２との間、係止リング３３及び３５とニードルローラ３６との間には、それぞれ僅かな軸方向隙間がある。このようにして、ローラ３４に装着された係止リング３３、３５は、支持リング３２の端面、ニードルローラ３６の端面と接触することによって、これらの部材がローラ３４に対して軸方向に相対移動するのを規制する。尚、係止リング３３、３５は、例えば一部をスリットによって分割した分割リングである。また、図１（Ｂ）に示すように、ニードルローラ３６は、できるだけ多くのころを入れた、保持器のない、いわゆる総ころ状態で組み込まれている。
【００２８】
あるいは、ローラ機構Ａとして、図６に示す構造を採用しても良い。この例では、ローラ機構Ａの一方側の係止手段を係止リング３３で構成し、他方側の係止手段を係止鍔３４ｅで構成している。係止リング３３は、ローラ３４の一方側の端部内周に設けられた円周溝３４ｃに嵌着される。また、係止鍔３４ｅはローラ３４の他方側の端部に一体に設けられる。図５に示す構造に比べ、他方側の係止手段を係止リングで構成することによる組付け公差を排除して、支持リング３２及びニードルローラ３６との間の軸方向クリアランスを半減できるという利点がある。
【００２９】
脚軸２２の外周面２２ａは、縦断面｛図１（Ａ）｝で見ると脚軸２２の軸線と平行なストレート形状であり、横断面｛図１（Ｂ）｝で見ると、長軸が継手の軸線に直交する楕円形状である。脚軸の断面形状は、トリポード部材２０の軸方向で見た肉厚を減少させて略楕円状としてある。言い換えれば、脚軸の断面形状は、トリポード部材の軸方向で互いに向き合った面が相互方向に、つまり、仮想円筒面よりも小径側に退避している。
【００３０】
支持リング３２の内周面３２ｃは円弧状凸断面を有する。すなわち、内周面３２ｃの母線が半径ｒの凸円弧である｛図１（Ｃ）｝。このことと、脚軸２２の断面形状が上述のように略楕円形状であり、脚軸２２と支持リング３２との間には所定のすきまが設けてあることから、支持リング３２は脚軸２２の軸方向での移動が可能であるばかりでなく、脚軸２２に対して傾動自在である。また、上述のとおり支持リング３２とローラ３４はニードルローラ３６を介して相対回転自在にアッセンブリされているため（ローラ機構Ａ）、脚軸２２に対し、支持リング３２とローラ３４がユニットとして傾動可能な関係にある。ここで、傾動とは、脚軸２２の軸線を含む平面内で、脚軸２２の軸線に対して支持リング３２およびローラ３４の軸線（ローラ機構Ａの軸線）が傾くことをいう。
【００３１】
上述のように、この実施形態の等速自在継手は、脚軸２２の横断面が略楕円状で、支持リング３２の内周面３２ｃの横断面が円弧状凸断面であることから、図１（Ｃ）に破線で示すように、両者の接触楕円は点に近いものとなり、同時に面積も小さくなる。したがって、ローラ機構Ａを傾かせようとする力が従来のものに比べると非常に低減し、ローラ３４の姿勢の安定性が一層向上する。
【００３２】
さらに、この実施形態では、図７に拡大して示すような傾き抑制手段を設けている。すなわち、ローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とを２点ｐ、ｑでアンギュラコンタクトさせると共に、脚軸基端側のアンギュラコンタクト点ｑの接触角α₁を、脚軸先端側のアンギュラコンタクト点ｐの接触角α₀よりも大きくしている（α₁＞α₀）。この構成によれば、ローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とを２点ｐ、ｑアンギュラコンタクトさせているので、ローラ機構Ａのローラ案内面１４に対する姿勢が安定し、しかも、接触角α₁を接触角α₀よりも大きくしているので、内向き分力ｆを脚軸基端側のアンギュラコンタクト点ｑで多く負荷させることができる。そのため、同図紙面内（継手の軸線と直交する断面内）でのローラ機構Ａの傾きが抑制され、ローラ３４の円滑な転動が確保される。
【００３３】
図８〜図１０は、第２〜第４の実施形態に係るトリポード型等速自在継手の傾き抑制手段を拡大して示している。尚、第２〜第４の実施形態に係るトリポード型等速自在継手の他の構成は、第１の実施形態に係るトリポード型等速自在継手と同じであるので、記載を省略する。
【００３４】
図８に示す第２の実施形態に係る傾き抑制手段は、ローラ機構Ａを構成する部品間の隙間、この例では支持リング３２と係止リング３３及び３５との間の軸方向隙間に起因して、支持リング３２がローラ３４に対して脚軸基端側に相対移動した時に、ローラ３４の外周面３４ａの曲率中心を通る中心線Ｌ２と支持リング３２の内周面３２ｃの曲率中心を通る中心線Ｌｌとが一致するようにしたものである。この構成は、例えば、支持リング３２について、中心線Ｌ１を軸方向中心（支持リング３２の軸方向中心）から脚軸先端側にΔｈだけずらすことによって実現することができる。この構成によれば、内向き分力ｆが低減する結果、同図紙面内（継手の軸線と直交する断面内）でのローラ機構Ａの傾きが抑制され、ローラ３４の円滑な転動が確保される。
【００３５】
図９に示す第３の実施形態に係る傾き抑制手段は、ローラ３４の外周面３４ａを、ローラ３４の軸線と平行で接触部Ｓを通る直線Ｌ３の近傍に曲率中心Ｏ１を有する半径Ｒの円弧状凸断面としたものである。この構成によれば、内向き分力ｆの作用点となる接触部Ｓと、ローラ機構Ａの傾きの支点となるローラ３４の外周面３４ａの曲率中心Ｏ１とがローラ機構Ａの半径方向に近接した位置関係になり（離間距離Δｔ）、ローラ機構Ａに作用する傾きのモーメント力が小さくなる。そのため、同図紙面内（継手の軸線と直交する断面内）でのローラ機構Ａの傾きが抑制され、ローラ３４の円滑な転動が確保される。尚、ローラ３４の外周面３４ａの曲率中心Ｏ１を直線Ｌ３上に設定しても良い（Δｔ＝０）。
【００３６】
図１０に示す第４の実施形態に係る傾き抑制手段は、脚軸２２の外周面２２ａを縦断面において基端側に開いた傾斜状にしたものである。同図に示す例では、外周面２２ａの傾斜角を、脚軸２２の軸線Ｘが前述した態様でローラ機構Ａの軸線Ｙに対して角度βだけ傾いた時に、外周面２２ａがローラ機構Ａの軸線Ｙと平行になるような角度、すなわち脚軸２２の傾き角βと同じ角度（β）にしている。この構成によれば、負荷荷重Ｆの向きとトルク伝達方向とのずれがなくなるので、内向き分力ｆが発生せず、その結果、同図紙面内（継手の軸線と直交する断面内）でのローラ機構Ａの傾きが抑制され、ローラ３４の円滑な転動が確保される。尚、外周面２２ａの傾斜角をβ未満とした場合でも、内向き分力ｆの低減、それによるローラ機構Ａの傾き抑制に一定の効果が期待できる。
【００３７】
以上に説明した第１〜第４の実施形態に係るトリポード型等速自在継手は、それぞれ、傾き抑制手段（図７〜図１０）を単独で採用したものであるが、２以上の傾き抑制手段を併用しても良い。
【００３８】
図３および図４は、本発明の第５の実施形態に係るトリポード型等速自在継手を示している。この実施形態の等速自在継手は、支持リング３２の内周面３２ｃの母線が、上述の実施形態の等速自在継手では単一の円弧で形成されているのに対して、中央の円弧部３２ａとその両側の逃げ部３２ｂとの組合せで形成されている点で相違する。逃げ部３２ｂは、図３（Ｃ）のように作動角（θ）をとったときの脚軸２２との干渉を避けるための部分であり、円弧部３２ａの端から支持リング３２の端部に向かって徐々に拡径した直線または曲線で構成する。ここでは、逃げ部３２ｂを円錐角α＝５０°の円錐面の一部とした場合を例示してある。円弧部３２ａは、支持リング３２に対する脚軸２２の２〜３°程度の傾きを許容するため、たとえば３０ｍｍ程度の大きな曲率半径（ｒ）とする。トリポード型等速自在継手では、機構上、外側継手部材１０が１回転するときトリポード部材２０は外側継手部材１０の中心に対して３回振れ回る。このとき符号ｅ｛図２（Ａ）｝で表わされる偏心量は作動角（θ）に比例して増加する。そして、３本の脚軸２２は１２０°ずつ離間しているが、作動角（θ）をとると、図２（Ｂ）に示すように、図の上側に表われている垂直な脚軸２２を基本として考えると、他の２本の脚軸２２は、一点鎖線で示す作動角０のときのそれらの軸線からわずかに傾く。その傾きは作動角（θ）が例えば約２３°のとき２〜３°程度となる。この傾きが支持リング３２の内周面３２ｃの円弧部３２ａの曲率によって無理なく許容されるため、脚軸２２と支持リング３２との接触部における面圧が過度に高くなるのを防止することができる。なお、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の左側面から見たトリポード部材２０の３本の脚軸２２を模式的に図示したもので、実線が脚軸を表わしている。この実施形態の等速自在継手においても、図７〜図１０に示す構成と同様の傾き抑制手段を、単独で、あるいは２以上の構成を併用することにより、継手の軸線と直交する断面内でのローラ機構Ａの傾きを抑制して、ローラ３４の円滑な転動を確保している。尚、ローラ機構Ａの係止手段として図６に示す構造を採用しても良い。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、脚軸とローラ機構との接触部に加わる負荷荷重の内向き分力に起因するローラ機構の傾きが抑制されることにより、継手の誘起スラストやスライド抵抗が一層効果的に低減され、安定し、それによって、より低振動のトリポード型等速自在継手を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトリポード型等速自在継手を示し、図１（Ａ）は一部を断面にした端面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）における脚軸に垂直な断面図、図１（Ｃ）は接触楕円を説明するための支持リングの断面図である。
【図２】図２（Ａ）は図１の等速自在継手の縦断面図であって作動角をとった状態を示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるトリポード部材の模式的側面図である。
【図３】本発明の第５の実施形態に係るトリポード型等速自在継手を示し、図３（Ａ）は一部を断面にした端面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）における脚軸に垂直な断面図、図３（Ｃ）は作動角をとった状態を示す縦断面図である。
【図４】図３における支持リングの拡大断面図である。
【図５】図１および図２におけるローラ機構の部分拡大断面図である。
【図６】ローラ機構の他の形態を示す部分拡大断面図である。
【図７】図１のトリポード型等速自在継手の傾き抑制手段を示す部分断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るトリポード型等速自在継手の傾き抑制手段を示す部分断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るトリポード型等速自在継手の傾き抑制手段を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るトリポード型等速自在継手の傾き抑制手段を示す部分断面図である。
【図１１】継手に荷重が負荷されていない時の状態を示す部分断面図である。
【図１２】内向き分力の発生について説明する部分断面図である。
【符号の説明】
１０外側継手部材
１２トラック溝
１４ローラ案内面
２０トリポード部材
２２脚軸
２２ａ外周面
３２支持リング
３２ｃ内周面
３４ローラ
３４ａ外周面
３６ニードルローラ
ｐアンギュラコンタクト点
ｑアンギュラコンタクト点
α₀ 接触角
α₁ 接触角
Ｓ接触部
Ｌ１支持リングの内周面の曲率中心を通る中心線
Ｌ２ローラの外周面の曲率中心を通る中心線
Ｌ３接触部Ｓを通る直線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a constant velocity universal joint used for a power transmission device of an automobile or various industrial machines, and more particularly to a tripod type constant velocity universal joint.
[0002]
[Prior art]
For example, a tripod constant velocity universal joint is used as one element of a power transmission device that transmits rotational power from an automobile engine to wheels (as a coupling for connecting a drive shaft or a propeller shaft).
[0003]
In general, a tripod type constant velocity universal joint has an outer joint member formed with three track grooves in the axial direction on the inner periphery and axial roller guide surfaces on both sides of each track groove, and protrudes in the radial direction. The tripod member has three leg shafts, and a roller is rotatably disposed on each leg shaft. When the leg shaft of the tripod member and the roller guide surface of the outer joint member are engaged with each other in the rotational direction via the roller, the rotational torque is transmitted from the drive side to the driven side at a constant speed. Further, by rolling on the roller guide surface while each roller rotates with respect to the leg shaft, the relative axial displacement and angular displacement between the outer joint member and the tripod member are absorbed, When the outer joint member and the tripod member transmit the rotational torque while taking the operating angle, the axial displacement of each leg shaft with respect to the roller guide surface accompanying the change in the rotational direction phase is absorbed.
[0004]
Some tripod type constant velocity universal joints have the above roller mounted on the cylindrical outer peripheral surface of the leg shaft via a plurality of needle rollers. However, the outer joint member and the tripod member generate rotational torque while taking an operating angle. During transmission, each roller and the roller guide surface are in an oblique relationship with the inclination of the leg shaft, so that slip occurs between the two and smooth rolling of each roller due to the sliding resistance at that time. There is a problem that the induced thrust becomes large due to hindering. Further, there is a problem that the sliding resistance when the outer joint member and the tripod member are relatively displaced in the axial direction is increased due to the sliding resistance between each roller and the roller guide surface.
[0005]
Therefore, there are various tripod type constant velocity universal joints equipped with a mechanism that allows the roller to tilt freely with respect to the leg shaft in order to eliminate the oblique state between the roller and the roller guide surface to reduce induced thrust and slide resistance. Proposed and put into practical use. As this kind of tripod type constant velocity universal joint, the outer peripheral surface of the leg shaft is formed into a convex spherical shape, and the roller is rotatably assembled to a support ring via a plurality of needle rollers to form a roller mechanism (roller assembly). A configuration in which the cylindrical inner peripheral surface of the support ring is externally fitted to the convex outer peripheral surface of the leg shaft is known (Japanese Patent Publication No. 7-117108, Japanese Patent No. 2623216, etc.). According to this configuration, the roller mechanism can be tilted and moved in the axial direction with respect to the leg shaft by sliding between the cylindrical inner peripheral surface of the support ring and the convex spherical outer peripheral surface of the leg shaft.
[0006]
Further, in order to reduce the induced thrust and the slide resistance in this type of tripod type constant velocity universal joint more effectively, the applicant of the present invention has an arcuate convex cross section on the inner peripheral surface of the support ring, and the outer peripheral surface of the leg shaft. Is a straight shape in the longitudinal section, and in the transverse section, it is in contact with the inner peripheral surface of the support ring in the direction perpendicular to the joint axis, and there is a clearance between the inner peripheral surface of the support ring in the axial direction of the joint. An application has already been filed for the structure to be formed (Japanese Patent Application No. 11-059040). According to this configuration, the roller mechanism can be tilted and moved in the axial direction with respect to the leg shaft by sliding between the inner peripheral surface of the arc-shaped convex section of the support ring and the straight outer peripheral surface of the leg shaft.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
For example, taking the constant velocity universal joint according to the above-mentioned already filed application (Japanese Patent Application No. 11-059040) of the present applicant as an example, as shown in an exaggerated manner in FIG. Between constituent parts (between the roller 34 and the needle roller 36, between the support ring 32 and the needle roller 36), between the roller 34 and the roller guide surface 14, and between the support ring 32 and the leg shaft 22. There are some radial gaps. Therefore, as shown in an exaggerated manner in FIG. 12, when a rotational load is transmitted and a load is applied between the leg shaft 22, the roller mechanism A, and the roller guide surface 14 to clog the gap, Inside (in the cross section perpendicular to the axis of the joint), the axis X of the leg shaft 22 is inclined with respect to the axis Y of the roller mechanism A by the gap (inclination angle β). Due to the inclination of the leg shaft 22, the contact load between the leg shaft 22 and the roller mechanism A (the contact point between the outer peripheral surface 22 a of the leg shaft 22 and the inner peripheral surface 32 c of the support ring 32) S The direction is shifted inward from the torque transmission direction (tangential direction at the contact point S of the circle centered on the joint center O), and a component force f directed toward the base end side of the leg shaft is generated (hereinafter, this component force is referred to as the component force). "Inward component force f"). Further, there is a slight axial gap between the support ring 32 and the locking ring 33 and the locking ring 35, and the support ring 32 is relatively moved in the axial direction with respect to the roller 34 by this axial gap. Is possible. Therefore, when the inward component force f is applied, the support ring 32 is relatively moved to the base end side of the leg shaft and comes into contact with the locking ring 35, and accordingly, the inner peripheral surface 32c of the support ring 32 is The center line L1 passing through the center of curvature is shifted by Δh toward the base end side of the leg shaft with respect to the center line L2 passing through the center of curvature of the outer peripheral surface 34a of the roller 34. As a result, the magnitude of the inward component force f is as described above. Be encouraged. Then, due to the inward component force f, the roller mechanism A tilts clockwise with respect to the roller guide surface 14 in the drawing, and the outer periphery of the roller 34 is not loaded (not shown). There are many opportunities for the surface 34a to come into contact with the leg shaft proximal end portion of the roller guide surface 14, and the smooth rolling of the roller 34 is impeded, which may affect the induced thrust and slide resistance of the joint.
[0008]
Therefore, the present invention further reduces and stabilizes the induced thrust and slide resistance more effectively by suppressing the inclination of the roller mechanism caused by the inward component force, thereby lowering the vibration of the tripod type. A constant velocity universal joint is to be provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an outer joint member having three track grooves in the axial direction on the inner peripheral portion and having axial roller guide surfaces on both sides of each track groove, and a radial direction. A tripod member having three protruding leg shafts, and a roller mechanism mounted on each leg shaft of the tripod member. The roller mechanism is parallel to the axis of the outer joint member along the roller guide surface. In a constant velocity universal joint that includes a guided roller and a support ring that rotatably supports the roller and is tiltable with respect to the leg shaft, an inward load applied to the contact portion between the leg shaft and the roller mechanism There is an inclination suppressing means for suppressing the roller mechanism from being inclined in a cross section orthogonal to the axis of the joint due to the component force. As an inclination restraining means, the outer peripheral surface of the roller and the roller guide surface are angularly contacted at two points, and the contact angle of the angular contact point on the base end side of the leg shaft is set to the angular contact point on the tip end side of the leg shaft. Larger than the contact angle Provide configuration. Here, as described above, the “inward component force” is the load load generated when the direction of the load applied to the contact portion between the leg shaft and the roller mechanism is shifted inward from the torque transmission direction. This is a load component in the direction of the base of the leg shaft.
[0010]
the above With this configuration, since the roller outer peripheral surface and the roller guide surface are in angular contact, the posture of the roller mechanism with respect to the roller guide surface is stable, and the contact angle of the angular contact point on the base end side of the leg shaft is increased. Since it is larger than the contact angle of the angular contact point on the distal end side of the leg shaft, the inward component force can be applied more at the angular contact point on the proximal end side of the leg shaft. Therefore, the inclination of the roller mechanism in the cross section orthogonal to the joint axis is suppressed, and smooth rolling of the roller is ensured. As a means for realizing the angular contact, the cross-sectional shape of the roller guide surface can be a Gothic arch shape, a taper shape (V shape), or a parabolic shape.
[0011]
Further, as the tilt suppressing means, it is possible to adopt a configuration in which the outer peripheral surface of the roller has an arcuate convex cross section having a center of curvature in the vicinity of a straight line passing through the contact portion in parallel with the axis. According to this configuration, the contact portion serving as the point of action of the inward component force and the center of curvature of the outer peripheral surface of the roller serving as the fulcrum of the tilt of the roller mechanism are in a positional relationship close to or coincident with the radial direction of the roller mechanism. Accordingly, the moment force of the tilt acting on the roller mechanism is reduced, so that the tilt of the roller mechanism in the cross section perpendicular to the joint axis is suppressed, and the smooth rolling of the roller is ensured.
[0012]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an outer joint member having three track grooves in the axial direction formed on the inner peripheral portion and having axial roller guide surfaces on both sides of each track groove, and a radius A tripod member having three leg shafts protruding in the direction and a roller mechanism mounted on each leg shaft of the tripod member, the roller mechanism being parallel to the axis of the outer joint member along the roller guide surface. In a constant velocity universal joint that includes a roller guided in a direction and a support ring that rotatably supports the roller and is tiltable with respect to the leg shaft, a load load applied to a contact portion between the leg shaft and the roller mechanism Inclination suppression means for suppressing the roller mechanism from tilting in a cross section orthogonal to the axis of the joint due to the inward component force is provided, The inner peripheral surface of the support ring is an arc-shaped convex cross section, the outer peripheral surface of the leg shaft is a straight shape in the vertical cross section, and in the cross section is in contact with the inner peripheral surface of the support ring in a direction orthogonal to the axis of the joint, In addition, there is a configuration in which a clearance is formed between the inner peripheral surface of the support ring in the axial direction of the joint. provide .
[0013]
Regarding the cross-sectional shape of the leg shaft, what is the shape that makes contact with the inner peripheral surface of the support ring in the direction perpendicular to the axis of the joint and forms a clearance between the inner peripheral surface of the support ring in the axial direction of the joint? In other words, it means a shape in which the surface portions of the tripod member facing each other in the axial direction are retracted in the mutual direction, that is, on the smaller diameter side than the virtual cylindrical surface. One specific example is a substantially elliptical shape. The “substantially elliptical shape” includes a shape generally called an oval shape, an oval shape, etc. in addition to an elliptical shape literally.
[0014]
Since the cross-sectional shape of the leg shaft, which has been circular in the past, is the above shape, the leg shaft is parallel to the joint axis without changing the posture of the roller mechanism (roller assembly) when the joint takes an operating angle. It can tilt with respect to the outer joint member within the cross section. In addition, since the contact ellipse between the outer peripheral surface of the leg shaft and the support ring approaches a point from the conventional horizontally long shape (see FIG. 1C), the frictional moment to tilt the roller mechanism is reduced. Therefore, the posture of the roller mechanism is stabilized, and the roller is held parallel to the roller guide surface, so that it can roll smoothly. Thereby, it contributes to the reduction of the slide resistance, and hence the induced thrust.
[0015]
The roller mechanism is interposed between the leg shaft and the outer joint member and plays a role of transmitting torque. In this type of constant velocity universal joint, the torque transmission direction is always perpendicular to the joint axis. Therefore, torque transmission is possible because the leg shaft and the support ring are in contact with each other in the torque transmission direction, and even if there is a gap between them in the axial direction of the joint, torque transmission will be hindered. Never do.
[0016]
The said structure WHEREIN: The bus-line of the internal peripheral surface of a support ring can be comprised by the circular arc part of a center part, and the escape part of both ends. The radius of curvature of the arc portion is preferably set to a size that allows the inclination of the leg shaft to be about 2 to 3 °.
[0017]
In the constant velocity universal joint having the above configuration, the roller and the support ring are relatively moved in the axial direction thereof by restricting the roller mechanism and the support ring from both sides by a locking means such as a locking ring or a locking rod. As a result, it is possible to ensure the integrity. However, it is necessary to secure an axial gap between the roller or the support ring and the locking means, and the support ring can be moved relative to the roller in the axial direction by the axial gap. Therefore, when the inward component force is applied, the support ring moves relative to the roller toward the base end side of the leg shaft, so that the center line passing through the center of curvature of the inner peripheral surface of the support ring becomes the outer peripheral surface of the roller. It shifts to the base end side of the leg axis with respect to the center line passing through the center of curvature. As a result, the magnitude of the inward component force is promoted. In order to prevent this, the curvature of the outer peripheral surface of the roller when the support ring is moved relative to the roller toward the base end side of the leg shaft due to the gap between the parts constituting the roller mechanism is used as the tilt suppressing means. A configuration in which a center line passing through the center and a center line passing through the center of curvature of the inner peripheral surface of the support ring coincide can be employed. According to this configuration, as a result of the reduction of the inward component force, the inclination of the roller mechanism in the cross section perpendicular to the joint axis is suppressed, and smooth rolling of the roller is ensured.
[0018]
Moreover, as said inclination suppression means, the outer peripheral surface of a leg axis | shaft can also be made into the inclined shape opened to the base end side in the longitudinal cross section. According to this configuration, even when the axis of the leg shaft is inclined with respect to the axis of the roller mechanism in a cross section orthogonal to the axis of the joint, the inclination of the outer peripheral surface of the leg shaft is suppressed or eliminated. Therefore, the inward component force is reduced, and as a result, the inclination of the roller mechanism in the cross section orthogonal to the axis of the joint is suppressed, and smooth rolling of the roller is ensured.
[0019]
The specific configuration of the tilt suppressing means described above may be employed alone or in combination of two or more configurations.
[0020]
In the above configuration, a plurality of rolling elements can be disposed between the support ring and the roller so that the support ring and the roller can be rotated relative to each other, and a needle roller, a ball, or the like can be used as the rolling element.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0022]
1 and 2 show a tripod type constant velocity universal joint according to the first embodiment. 1A shows a cross section orthogonal to the axis of the joint, FIG. 1B shows a cross section orthogonal to the axis of the leg shaft, FIG. 1C shows a cross section of the support ring, and FIG. In the cross-section parallel to the axis, the joint is in a state where it takes an operating angle (θ).
[0023]
As shown in FIG. 1, the constant velocity universal joint of this embodiment is mainly composed of an outer joint member 10 and a tripod member 20, and one of the two shafts to be connected is a shaft portion 10a of the outer joint member 10 (FIG. 2). The other is connected to the tripod member 20.
[0024]
The outer joint member 10 has three track grooves 12 extending in the axial direction on the inner periphery. Roller guide surfaces 14 are formed on the side walls of the track grooves 12 facing each other in the circumferential direction. The tripod member 20 has three leg shafts 22 protruding in the radial direction, and a roller 34 is attached to each leg shaft 22, and this roller 34 is accommodated in the track groove 12 of the outer joint member 10. . The outer peripheral surface 34 a of the roller 34 is a convex curved surface that fits the roller guide surface 14.
[0025]
Here, the outer peripheral surface 34a of the roller 34 is an arc-shaped convex cross section having an arc having a center of curvature at a position away from the axis of the leg shaft 22 in the radial direction, and the cross-sectional shape of the roller guide surface 14 is a Gothic arch shape. Thus, the outer peripheral surface 34a of the roller 34 and the roller guide surface 14 make an angular contact at two points. In addition, even if the cross-sectional shape of the roller guide surface 14 is a taper shape, a parabolic shape, etc. with respect to a spherical roller outer peripheral surface, both angular contact is implement | achieved. By adopting such a configuration in which the outer peripheral surface 34a of the roller 34 and the roller guide surface 14 form an angular contact at two points, the posture of the roller is stabilized. In the case where the angular contact is not employed, for example, the roller guide surface 14 is constituted by a part of a cylindrical surface whose axis is parallel to the axis of the outer joint member 10, and the cross-sectional shape thereof is a generatrix of the outer peripheral surface 34 a of the roller 34. It can also be an arc corresponding to.
[0026]
A support ring 32 is fitted on the outer peripheral surface 22 a of the leg shaft 22. The support ring 32 and the roller 34 are assembled (unitized) via a plurality of needle rollers 36 to form a roller mechanism (roller assembly) A that can be rotated relative to the support ring 32 and the roller 34.
[0027]
That is, as shown in an enlarged view in FIG. 5, the cylindrical outer peripheral surface of the support ring 32 is an inner raceway surface, and the cylindrical inner peripheral surface of the roller 34 is an outer raceway surface, and a plurality of needles are provided between these inner and outer raceway surfaces. A roller 36 is interposed so as to freely roll. In order to restrict relative movement of the support ring 32, the roller 34, and the needle roller 36 in the axial direction, locking means are provided on both sides of the roller mechanism A in the axial direction. In the example shown in the figure, the locking means on both sides are constituted by locking rings 33 and 35, which are fitted in circumferential grooves 34c and 34d provided on the inner periphery of the end of the roller 34, respectively. There are slight axial gaps between the locking rings 33 and 35 and the support ring 32 and between the locking rings 33 and 35 and the needle roller 36, respectively. Thus, the locking rings 33 and 35 mounted on the roller 34 come into contact with the end surface of the support ring 32 and the end surface of the needle roller 36, so that these members move relative to the roller 34 in the axial direction. To regulate. The locking rings 33 and 35 are, for example, divided rings that are partially divided by slits. Further, as shown in FIG. 1B, the needle roller 36 is incorporated in a so-called all-roller state in which as many rollers as possible are inserted and there is no cage.
[0028]
Alternatively, as the roller mechanism A, the structure shown in FIG. In this example, the locking means on one side of the roller mechanism A is constituted by a locking ring 33, and the locking means on the other side is constituted by a locking rod 34e. The locking ring 33 is fitted into a circumferential groove 34 c provided on the inner periphery of one end of the roller 34. The locking rod 34e is integrally provided at the other end of the roller 34. Compared to the structure shown in FIG. 5, the assembly clearance due to the other-side locking means being constituted by a locking ring is eliminated, and the axial clearance between the support ring 32 and the needle roller 36 can be halved. There is.
[0029]
The outer peripheral surface 22a of the leg shaft 22 has a straight shape parallel to the axis of the leg shaft 22 when viewed in the longitudinal section {FIG. 1 (A)}, and the major axis is viewed in the transverse section {FIG. 1 (B)}. It has an elliptical shape orthogonal to the joint axis. The cross-sectional shape of the leg shaft is substantially elliptical by reducing the thickness of the tripod member 20 viewed in the axial direction. In other words, the cross-sectional shape of the leg shaft is such that the surfaces facing each other in the axial direction of the tripod member are retracted in the mutual direction, that is, on the smaller diameter side than the virtual cylindrical surface.
[0030]
The inner peripheral surface 32c of the support ring 32 has an arcuate convex cross section. That is, the generatrix of the inner peripheral surface 32c is a convex arc with a radius r {FIG. 1 (C)}. Since the cross-sectional shape of the leg shaft 22 is substantially elliptical as described above and a predetermined clearance is provided between the leg shaft 22 and the support ring 32, the support ring 32 is connected to the leg shaft 22 by this. In addition to being able to move in the axial direction, it can be tilted with respect to the leg shaft 22. Further, as described above, since the support ring 32 and the roller 34 are assembled so as to be relatively rotatable via the needle roller 36 (roller mechanism A), the support ring 32 and the roller 34 can be tilted as a unit with respect to the leg shaft 22. Is in a relationship. Here, tilting means that the axis of the support ring 32 and the roller 34 (the axis of the roller mechanism A) is tilted with respect to the axis of the leg shaft 22 in a plane including the axis of the leg shaft 22.
[0031]
As described above, in the constant velocity universal joint of this embodiment, the cross section of the leg shaft 22 is substantially elliptical, and the cross section of the inner peripheral surface 32c of the support ring 32 is an arcuate convex cross section. As indicated by a broken line in (C), the contact ellipse of both is close to a point, and the area is also reduced at the same time. Accordingly, the force for tilting the roller mechanism A is greatly reduced as compared with the conventional one, and the posture stability of the roller 34 is further improved.
[0032]
Furthermore, in this embodiment, an inclination suppressing means as shown in an enlarged view in FIG. 7 is provided. That is, the outer peripheral surface 34a of the roller 34 and the roller guide surface 14 are angularly contacted at two points p and q, and the contact angle α of the angular contact point q on the base end side of the leg shaft is set. ₁ , The contact angle α of the angular contact point p on the leg shaft tip side ₀ Larger than (α ₁ > Α ₀ ). According to this configuration, since the outer peripheral surface 34a of the roller 34 and the roller guide surface 14 are in two-point p and q angular contact, the posture of the roller mechanism A with respect to the roller guide surface 14 is stable, and the contact angle α ₁ The contact angle α ₀ Therefore, a large amount of inward component force f can be applied at the angular contact point q on the base end side of the leg shaft. For this reason, the inclination of the roller mechanism A within the plane of the drawing (in the cross section perpendicular to the axis of the joint) is suppressed, and the smooth rolling of the roller 34 is ensured.
[0033]
8-10 has expanded and shown the inclination suppression means of the tripod type constant velocity universal joint which concerns on 2nd-4th embodiment. In addition, since the other structure of the tripod type | mold constant velocity universal joint which concerns on 2nd-4th embodiment is the same as the tripod type | mold constant velocity universal joint which concerns on 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
[0034]
The inclination suppressing means according to the second embodiment shown in FIG. 8 is caused by a gap between components constituting the roller mechanism A, in this example, an axial gap between the support ring 32 and the locking rings 33 and 35. Thus, when the support ring 32 moves relative to the roller 34 toward the base end side of the leg shaft, the center line L2 passing through the center of curvature of the outer peripheral surface 34a of the roller 34 and the center of curvature of the inner peripheral surface 32c of the support ring 32 pass. The center line Ll is made to coincide. This configuration can be realized, for example, by shifting the center line L1 of the support ring 32 from the axial center (the axial center of the support ring 32) by Δh from the leg shaft tip side. According to this configuration, as a result of the reduction of the inward component force f, the inclination of the roller mechanism A within the plane of the drawing (in the cross section perpendicular to the axis of the joint) is suppressed, and smooth rolling of the roller 34 is ensured. Is done.
[0035]
The inclination suppressing means according to the third embodiment shown in FIG. 9 is a circle having a radius R and having an outer peripheral surface 34a of the roller 34 having a center of curvature O1 in the vicinity of a straight line L3 passing through the contact portion S parallel to the axis of the roller 34. It has an arcuate convex cross section. According to this configuration, the contact portion S that is the point of action of the inward component force f and the center of curvature O1 of the outer peripheral surface 34a of the roller 34 that is the fulcrum of inclination of the roller mechanism A are close to each other in the radial direction of the roller mechanism A. Therefore, the moment force of the inclination acting on the roller mechanism A becomes small. For this reason, the inclination of the roller mechanism A within the plane of the drawing (in the cross section perpendicular to the axis of the joint) is suppressed, and the smooth rolling of the roller 34 is ensured. The center of curvature O1 of the outer peripheral surface 34a of the roller 34 may be set on the straight line L3 (Δt = 0).
[0036]
The inclination suppressing means according to the fourth embodiment shown in FIG. 10 is such that the outer peripheral surface 22a of the leg shaft 22 is inclined to the proximal end side in the longitudinal section. In the example shown in the figure, when the inclination angle of the outer peripheral surface 22a is inclined by an angle β with respect to the axis Y of the roller mechanism A in the manner described above, the outer peripheral surface 22a of the roller mechanism A is The angle is parallel to the axis Y, that is, the same angle (β) as the inclination angle β of the leg shaft 22. According to this configuration, since there is no deviation between the direction of the load F and the torque transmission direction, the inward component force f is not generated, and as a result, within the plane of the drawing (in the cross section orthogonal to the joint axis). The inclination of the roller mechanism A is suppressed, and the smooth rolling of the roller 34 is ensured. Even when the inclination angle of the outer peripheral surface 22a is less than β, a certain effect can be expected in reducing the inward component force f and thereby suppressing the inclination of the roller mechanism A.
[0037]
The tripod type constant velocity universal joint according to the first to fourth embodiments described above employs the inclination suppressing means (FIGS. 7 to 10) alone, but two or more inclination suppressing means. May be used in combination.
[0038]
3 and 4 show a tripod type constant velocity universal joint according to the fifth embodiment of the present invention. In the constant velocity universal joint of this embodiment, the bus bar of the inner peripheral surface 32c of the support ring 32 is formed by a single arc in the constant velocity universal joint of the above-described embodiment, whereas the central arc portion It is different in that it is formed by a combination of 32a and relief portions 32b on both sides thereof. The escape portion 32b is a portion for avoiding interference with the leg shaft 22 when the operating angle (θ) is taken as shown in FIG. 3 (C), and from the end of the arc portion 32a to the end of the support ring 32. It consists of a straight line or a curve that gradually increases in diameter. Here, a case where the escape portion 32b is a part of a conical surface having a cone angle α = 50 ° is illustrated. The arc portion 32a has a large radius of curvature (r) of about 30 mm, for example, in order to allow an inclination of about 2 to 3 ° of the leg shaft 22 with respect to the support ring 32. In the tripod type constant velocity universal joint, the tripod member 20 swings about the center of the outer joint member 10 three times when the outer joint member 10 makes one rotation. At this time, the amount of eccentricity represented by the symbol e {FIG. 2 (A)} increases in proportion to the operating angle (θ). The three leg shafts 22 are separated by 120 °, but when the operating angle (θ) is taken, the vertical leg shafts 22 appearing on the upper side of the figure as shown in FIG. 2B. The other two leg shafts 22 are slightly tilted from their axes when the operating angle is 0 indicated by a one-dot chain line. The inclination is about 2 to 3 ° when the operating angle (θ) is about 23 °, for example. Since this inclination is reasonably allowed by the curvature of the arc portion 32a of the inner peripheral surface 32c of the support ring 32, it is possible to prevent the surface pressure at the contact portion between the leg shaft 22 and the support ring 32 from becoming excessively high. it can. 2B schematically shows the three leg shafts 22 of the tripod member 20 viewed from the left side of FIG. 2A, and the solid line represents the leg shaft. Also in the constant velocity universal joint of this embodiment, the same inclination suppressing means as the structure shown in FIGS. 7 to 10 can be used alone or in combination of two or more structures in a cross section orthogonal to the axis of the joint. The roller mechanism A is restrained from tilting to ensure smooth rolling of the roller 34. Note that the structure shown in FIG. 6 may be adopted as the locking means of the roller mechanism A.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, the induced thrust and slide resistance of the joint can be more effectively suppressed by suppressing the inclination of the roller mechanism due to the inward component of the load applied to the contact portion between the leg shaft and the roller mechanism. A tripod type constant velocity universal joint that is reduced and stable, thereby lowering vibration can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a tripod constant velocity universal joint according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (A) is an end view partly in section, and FIG. 1 (B) is in FIG. 1 (A). FIG. 1C is a cross-sectional view of a support ring for explaining a contact ellipse.
2A is a longitudinal sectional view of the constant velocity universal joint of FIG. 1 and shows a state in which an operating angle is taken, and FIG. 2B is a schematic view of the tripod member in FIG. 2A. It is a side view.
3A and 3B show a tripod type constant velocity universal joint according to a fifth embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is an end view partly in section, and FIG. 3B is in FIG. A cross-sectional view perpendicular to the leg axis, FIG. 3C is a vertical cross-sectional view showing a state where the operating angle is taken.
4 is an enlarged cross-sectional view of the support ring in FIG. 3. FIG.
5 is a partially enlarged sectional view of the roller mechanism in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 6 is a partially enlarged sectional view showing another embodiment of the roller mechanism.
7 is a partial cross-sectional view showing an inclination suppressing means of the tripod type constant velocity universal joint of FIG. 1. FIG.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing an inclination suppressing means of a tripod type constant velocity universal joint according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing an inclination suppressing means of a tripod type constant velocity universal joint according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing an inclination suppressing means of a tripod constant velocity universal joint according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a partial sectional view showing a state when no load is applied to the joint.
FIG. 12 is a partial cross-sectional view for explaining generation of inward component force.
[Explanation of symbols]
10 Outer joint member
12 Track groove
14 Roller guide surface
20 Tripod members
22 Leg axis
22a outer peripheral surface
32 Support ring
32c Inner peripheral surface
34 Laura
34a outer peripheral surface
36 Needle roller
p Angular contact point
q Angular contact point
α ₀ Contact angle
α ₁ Contact angle
S Contact part
L1 Centerline passing through the center of curvature of the inner peripheral surface of the support ring
L2 Centerline passing through the center of curvature of the outer peripheral surface of the roller
L3 Straight line passing through the contact part S

Claims

Tripod member having three axial groove tracks on the inner periphery, outer joint members having axial roller guide surfaces on both sides of each track groove, and three leg shafts projecting in the radial direction And a roller mechanism mounted on each leg shaft of the tripod member, the roller mechanism being guided in a direction parallel to the axis of the outer joint member along the roller guide surface, and the roller A constant velocity universal joint that includes a support ring that rotatably supports the leg shaft and is tiltable with respect to the leg shaft.
Inclination suppression means is provided for suppressing the inclination of the roller mechanism in a cross section perpendicular to the axis of the joint due to the inward component of the load applied to the contact portion between the leg shaft and the roller mechanism ,
As the tilt suppressing means, the outer peripheral surface of the roller and the roller guide surface are angularly contacted at two points, and the contact angle of the angular contact point on the leg shaft proximal side is set to the contact of the angular contact point on the leg shaft distal end side. A constant velocity universal joint characterized in that it is larger than the corner .

Examples tilt suppressing means, the outer peripheral surface of the roller, the constant velocity universal joint according to claim 1, wherein the arc-shaped convex cross-section having a center of curvature in the vicinity of the straight line passing through the contact portion in parallel to its axis.

Tripod member having three axial groove tracks on the inner periphery, outer joint members having axial roller guide surfaces on both sides of each track groove, and three leg shafts projecting in the radial direction And a roller mechanism mounted on each leg shaft of the tripod member, the roller mechanism being guided in a direction parallel to the axis of the outer joint member along the roller guide surface, and the roller A constant velocity universal joint that includes a support ring that rotatably supports the leg shaft and is tiltable with respect to the leg shaft.
Inclination suppression means is provided for suppressing the inclination of the roller mechanism in a cross section perpendicular to the axis of the joint due to the inward component of the load applied to the contact portion between the leg shaft and the roller mechanism,
The inner peripheral surface of the support ring is an arc-shaped convex cross section, the outer peripheral surface of the leg shaft is straight in the longitudinal section, and in the transverse section, the inner peripheral surface of the support ring is perpendicular to the axis of the joint. A constant velocity universal joint that is in contact with each other and that forms a gap with the inner peripheral surface of the support ring in the axial direction of the joint.

As the tilt suppressing means, the outer peripheral surface of the roller and the roller guide surface are angularly contacted at two points, and the contact angle of the angular contact point on the leg shaft proximal side is set to the contact of the angular contact point on the leg shaft distal end side. The constant velocity universal joint according to claim 3 , wherein the constant velocity universal joint is larger than a corner.

5. The constant velocity universal joint according to claim 3 , wherein, as the inclination suppressing means, the outer peripheral surface of the roller is an arc-shaped convex cross section having a center of curvature in the vicinity of a straight line passing through the contact portion in parallel with the axis thereof.

The constant velocity universal joint according to claim 3, wherein a cross section of the leg shaft is substantially elliptical with a major axis orthogonal to the axis of the joint.

When the support ring moves relative to the roller toward the base end side of the leg shaft due to a gap between components constituting the roller mechanism, the tilt suppression means passes through the center of curvature of the outer peripheral surface of the roller. the constant velocity universal joint according to claim 3 in which the center line is to match through the center line and the center of curvature of the inner peripheral surface of the support ring 6.

The constant velocity universal joint according to any one of claims 3 to 7 , wherein, as the inclination suppressing means, the outer peripheral surface of the leg shaft is inclined in the longitudinal section so as to open to the base end side of the leg shaft.

The constant velocity universal joint according to any one of claims 1 to 8 , wherein a plurality of rolling elements are rotatably interposed between the roller and the support ring.