(57)【要約】【課題】ダブルローラ型のトリポード型等速自在継手の振動及び騒音を抑制すること。【解決手段】内側ローラ３と外側ローラ４とを備えたダブルローラ型のトリポード型等速自在継手において、内側ローラ３と外側ローラ４の少なくとも一方の材質をセラミックスとした。【選択図】図１
2010025235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に向き合って配置されたローラ案内面を有する３つのトラック溝が軸方向に形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記脚軸に外嵌する内側ローラと、前記トラック溝に挿入されると共に前記内側ローラに外嵌する外側ローラとを備え、前記外側ローラが前記脚軸に対して回転自在であると共に前記ローラ案内面に沿って移動可能なトリポード型等速自在継手において、
前記内側ローラと外側ローラの少なくとも一方の材質をセラミックスとしたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
【請求項２】
前記外側ローラと内側ローラの両方の材質をセラミックスとした請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記内側ローラと外側ローラとの間に軸受け鋼により成形された転動体を配設した請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記内側ローラと外側ローラとが直接当接しない構造とした請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記脚軸の外周面を球面とし、前記内側ローラの内周面を円筒形状とした請求項1〜４
の何れか一に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項６】
前記脚軸の外周面を楕円筒とし、前記内側ローラの内周面の軸方向断面を凸円弧形状とした請求項1〜４の何れか一に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項７】
自動車の動力伝達機構に使用される請求項１〜６の何れか一に記載のトリポード型等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の動力伝達機構に使用されるトリポード型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
既に公知のように、等速自在継手は、入出力軸間の角度変位のみを許容する固定型と、角度変位および軸方向変位を許容する摺動型に大別され、それぞれ用途・使用条件等に応じて機種選定される。
【０００３】
例えば、自動車の動力伝達機構に使用される摺動型等速自在継手の一種として、トリポード型等速自在継手（以下、ＴＪと記す）が知られている。ＴＪには、スライド抵抗低減と誘起スラスト低減を目的として開発されたダブルローラ型と呼ばれるものがある。
【０００４】
ダブルローラ型のＴＪは、例えば、図４（Ａ）に示すように外側継手部材１、トリポード部材２、トルク伝達部材である内側ローラ３及び外側ローラ４を主な構成要素とする。外側継手部材１は、円周方向に向き合って配置されたローラ案内面１ａを有する３つのトラック溝１ｂが軸方向に形成された内周面１ｃを備え、トリポード部材２は、半径方向に突出した３つの脚軸２ａを備えると共にシャフトを連結するための軸孔２ｂを有するボス部２ｃを備える。内側ローラ３は脚軸２ａに外嵌し、外側ローラ４は、トラック溝１ｂに挿入されると共に針状ころ５を介し内側ローラ３に外嵌し、脚軸２ａに対して回転自在である。図４（Ｂ）の両矢印Ａで示すように、外側ローラ４は、トリポード部材２に連結されたシャフトが作動角θをとった場合でも外側継手部材１の軸線と平行な姿勢のままローラ案内面１ａに沿って移動可能である。
【０００５】
ダブルローラ型ＴＪは、複数種類存在し（例えば、特許文献１〜３参照）、図４に示したものは、脚軸２ａにおける外周面の一部を球面とし、内側ローラ３における内周面を円筒形状としている。また、内側ローラ３の円筒形状外周面と外側ローラ４の円筒形状内周面との間に転動体としての針状ころ５を所謂総ころ状態で配設している。この針状ころ５と内側ローラ３における外側ローラ４の回転軸心に対する軸方向の移動を円環状の止め輪６により外側ローラ４に対して規制している。これらの構成により、内側ローラ３は脚軸２ａの軸方向に脚軸２ａに対して回転しながら移動可能であると共に脚軸２ａに対して揺動可能であり、外側ローラ４は内側ローラ３に対して回転自在である。すなわち、針状ころ５と内側ローラ３を介して外側ローラ４は脚軸２ａの軸方向に脚軸２ａに対して移動可能であると共に脚軸２ａに対して回転自在且つ揺動可能になる。外側ローラ４の外周面は凸曲面であり、ローラ案内面１ａは外側ローラ４の外周面に嵌合可能な部分円筒形状である。これらの構成のため、外側ローラ４は、トリポード部材２に連結されたシャフトが作動角θをとった場合に外側継手部材１の軸線と平行な姿勢のままローラ案内面１ａに沿って移動可能となる。
【特許文献１】特開平３−１７２６１９号公報
【特許文献２】特開平１０−１３１９７９号公報
【特許文献３】特開２０００−３２０５６３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、ダブルローラ型のＴＪにおいて、例えば、図５（Ａ）の矢印Ｂで示すように、外側継手部材１にトルク負荷を加えられて回転した場合に、各トラック溝１ｂの一対のローラ案内面１ａの一方に外側ローラ４が当接する。この時、外側ローラ４が転動しやす
いように、他方のローラ案内面１ａと外側ローラ４との間には隙間Ｇ１が形成されるように設計される。このように、トルク負荷を加えられている間は、ローラ案内面１ａの一方に外側ローラ４が当接しており、換言すれば、外側ローラ４がローラ案内面１ａの一方と脚軸２ａとの間で拘束されていることになる。このため、外側ローラ４は、安定した状態でローラ案内面１ａに沿って移動可能となる。
【０００７】
しかし、自動車が惰性で走行している場合においては、トルク負荷されない状態でローラ案内面１ａに沿って移動する場合がある。この場合、図５（Ｂ）に示すように、各トラック溝１ｂの一対のローラ案内面１ａの両方について外側ローラ４との間に隙間Ｇ２が形成される。この場合、外側ローラ４がローラ案内面１ａの一方と脚軸２ａとの間で拘束されない。このため、脚軸２ａに対して揺動可能な外側ローラ４は、慣性の影響により隙間Ｇ２の中で姿勢が変化する可能性がある。外側ローラ４が、姿勢が変化する可能性のある不安定な状態でローラ案内面１ａを移動すると、外側ローラ４とトラック溝１ｂ及びローラ案内面１ａは、不連続に干渉することとなる。この状態は、外側ローラ４がトラック溝１ｂを移動する際における摺動抵抗の増大に繋がり、振動や騒音を発生させる可能性がある。これらは、例えば、ダブルローラ型のＴＪが自動車の動力伝達機構に使用される場合には自動車のＮＶＨ特性を低下させることになる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、ダブルローラ型のＴＪの振動及び騒音を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は、ダブルローラ型のＴＪがトルク負荷を加えられていない状態で回転する場合に外側ローラ４の姿勢が変化することに起因する振動や騒音を抑制するために鋭意研究した結果、外側ローラ４が姿勢変化する原因となる慣性の影響に着目した。そして、本願発明者は、慣性の影響を抑制するために、外側ローラ４に構造的に密接に関連する内側ローラ３と外側ローラ４の少なくとも一方を軽量化すればよいとの知見を得た。本願発明はかかる知見に基づいて提案されたものである。
【００１０】
請求項１の発明は、円周方向に向き合って配置されたローラ案内面を有する３つのトラック溝が軸方向に形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記脚軸に外嵌する内側ローラと、前記トラック溝に挿入されると共に前記内側ローラに外嵌する外側ローラとを備え、前記外側ローラが前記脚軸に対して回転自在であると共に前記ローラ案内面に沿って移動可能なトリポード型等速自在継手において、前記内側ローラと外側ローラの少なくとも一方の材質をセラミックスとしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、外側ローラ４に構造的に密接に関連する内側ローラと外側ローラの少なくとも一方が軽量化されるので、ダブルローラ型のＴＪがトルク負荷を加えられていない状態で回転する場合に外側ローラの姿勢変化の原因となる慣性の影響が抑制される。これにより、外側ローラの姿勢変化が抑制されるため、外側ローラと外側継手部材の干渉による摺動抵抗の増加を抑制することが出来る。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記外側ローラと内側ローラの両方の材質をセラミックスとしたものである。
【００１３】
請求項２の発明によれば、外側ローラに構造的に密接に関連する内側ローラと外側ローラの両方が軽量化されるので、請求項１の発明の作用効果が最大に得られる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記内側ローラと外側ローラとの間にＳ
ＵＪ２等の軸受け鋼により成形された転動体を配設したものである。
【００１５】
一般にセラミックスは高硬度であるが脆性を有する。そのため、材質がセラミックスである内側ローラと外側ローラとが直接当接する構造であると、脆性破壊の生じる可能性があるため内側ローラと外側ローラの耐久性や耐衝撃性が良好でなくなる。請求項３の発明によれば、トルクが直接伝達する経路間の部材の材質がセラミックス同士にならない構造をとることが可能になるので、内側ローラと外側ローラの耐久性や耐衝撃性を向上することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記内側ローラと外側ローラとが直接当接しない構造としたものである。
【００１７】
請求項４の発明によれば、材質がセラミックスである内側ローラと外側ローラとが直接当接しない構造をとるので、内側ローラと外側ローラの耐久性や耐衝撃性が向上する。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか一の発明において、前記脚軸の外周面を球面とし、前記内側ローラの内周面を円筒形状としたものである。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１〜４の何れか一の発明において、前記脚軸の外周面を楕円筒とし、前記内側ローラの内周面の軸方向断面を凸円弧形状としたものである。
【００２０】
請求項５，６の発明によれば、内側ローラを脚軸の軸方向に移動可能にすると共に外側ローラを脚軸に対して揺動可能にすることができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか一の発明において、自動車の動力伝達機構に使用されるものである。
【００２２】
請求項６の発明によれば、上記作用効果により自動車のＮＶＨ特性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ダブルローラ型のＴＪの振動及び騒音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２５】
図１（Ａ）は本発明の第１実施形態に係るダブルローラ型のＴＪの要部を示すものである。このＴＪの構造は図４，５に示したものと同じである。従って、同じ部位には同じ符号を付して構造の説明は省略し、材質について説明する。
【００２６】
本実施形態では、部材は、内側ローラ３と外側ローラ４が従来と材質が異なり、どちらも材質はセラミックスである。このセラミックスは、例えば窒化珪素やサイアロン等である。
【００２７】
外側ローラ４に構造的に密接に関連する内側ローラ３と外側ローラ４の両方の材質をセラミックスにすることにより内側ローラ３と外側ローラ４の両方が軽量化される。従って、ダブルローラ型のＴＪがトルク負荷を加えられていない状態で回転する場合に外側ローラ４の姿勢変化の原因となる慣性の影響が抑制される。これにより、外側ローラの姿勢変化が抑制されるため、外側ローラと外側継手部材の干渉による摺動抵抗の増加を抑制でき、これにより振動や騒音を抑制することができる。例えば、このダブルローラ型
のＴＪが自動車の動力伝達機構に使用される場合には自動車のＮＶＨ特性を向上することが可能である。
【００２８】
一般にセラミックスは高硬度であるが脆性を有する。そのため、材質がセラミックスである内側ローラ３と外側ローラ４とが直接当接する構造であると、脆性破壊の生じる可能性があるため内側ローラ３と外側ローラ４の耐久性や耐衝撃性が良好でなくなる。本実施形態では、材質がセラミックスである内側ローラ３と外側ローラ４とが直接当接しないので、内側ローラ３と外側ローラ４の耐久性や耐衝撃性が向上する。
【００２９】
内側ローラ３と外側ローラの両方の材質がセラミックスである必要はなく、いずれか一方だけでもよい。その場合、セラミックスでないローラの材質は、従来のものでよく、例えば、軸受け鋼である。
【００３０】
その他の部材の材質は従来のものでよく、例えば、外側継手部材１は中炭素鋼、トリポード部材２は肌焼き鋼、針状ころ５は軸受け鋼である。
【００３１】
図１（Ｂ）は、本発明の第１実施形態の変形例を示すものである。第１実施形態と大きく異なるのは、内側ローラ３の形状である。内側ローラ３はその径方向外方に突出するフランジ部３ａを外側継手部材１径方向内方側の端部に有する。フランジ部３ａの外側継手部材１径方向外方側の面は針状ころ５と外側ローラ４の内側ローラ３に対する外側継手部材１径方向内方側への移動を規制する。また、フランジ部３ａの外側継手部材１径方向内方側にはテーパ面３ｂが形成されており、ローラ案内面１ａの有するテーパ面１ｄと対向している。テーパ面３ｂとテーパ面１ｄが係合することにより内側ローラ３の外側継手部材１径方向内方側への移動が規制される。
【００３２】
内側ローラ３のフランジ部３ａにおける外側継手部材１径方向外方側には外側ローラ４が外嵌されている。内側ローラ３と外側ローラ４の間には針状ころ５がいわゆる総ころ状態で配設されている。外側ローラ４と針状ころ５の外側継手部材１径方向外方側においてリング７が内側ローラ３に対して外嵌され、更に止め輪８が内側ローラ３外周面に形成された環状溝に外嵌している。止め輪８とリング７により、外側ローラ４と針状ころ５の内側ローラ３に対する外側継手部材１径方向外方側への移動が規制される。内側ローラ３と外側ローラ４の材質については第１実施形態と同様である。その他の構成は第１実施形態と略同じであるので説明を省略する。
【００３３】
図２は、本発明の第２実施形態を示したものである。第１実施形態と大きく異なるのは、脚軸２ａ、内側ローラ３、外側ローラ４の形状と針状ころ５の配設位置である。脚軸２ａの外周面と内側ローラ３の内周面は円筒形状であり、その間に針状ころ５が配設されている。内側ローラ３の外周面は球状凸面であり、外側ローラ４の内周面は球状凹面であり、互いに係合可能である。外側ローラ４の外周面は円筒形状であり、ローラ案内面１ａは外側ローラ４と嵌合可能な断面矩形状である。
【００３４】
外側ローラ４と針状ころ５の外側継手部材１径方向外方側においてリング７が脚軸２ａに対して外嵌され、更に止め輪８が脚軸２ａ外周面に形成された環状溝に外嵌している。リング７は円筒部とその外側継手部材１径方向内方側端部に内向きフランジ部、外側継手部材１径方向外方側端部に外向きフランジ部を有する。止め輪８とリング７の内向きフランジ部とボス部２ｃにより、円筒ころ５についての脚軸２ａに対する脚軸２ａ軸方向の移動が規制されるが、円筒ころ５についての脚軸２ａに対する脚軸２ａ軸方向の移動は所定量可能である。止め輪８とリング７の外向きフランジ部とボス部２ｃにより、内側ローラ３についての脚軸２ａに対する脚軸２ａ軸方向の移動が規制されるが、内側ローラ３についての脚軸２ａに対する脚軸２ａ軸方向の移動は所定量可能である。内側ローラ３と外側
ローラ４の材質については第１実施形態と同様である。その他の構成は第１実施形態と略同じなので説明を省略する。
【００３５】
上記の構成により、内側ローラ３は、脚軸２ａに対して回転自在であり、脚軸２ａの軸方向に脚軸２ａに対して移動可能である。外側ローラ４は内側ローラ３に対して揺動可能である。これにより、外側ローラ４は脚軸２ａに対して回転自在であると共にローラ案内面１ａに沿って移動可能である。
【００３６】
図３は、本発明の第３実施形態を示したものである。第１実施形態と大きく異なるのは、脚軸２ａ、内側ローラ３の形状である。脚軸２ａの外周面は軸方向断面で脚軸２ａの軸線と平行な直線状であり、脚軸２ａの軸直角方向断面は楕円形状である。即ち、脚軸２ａの外周面は、楕円筒である。内側ローラ３の内周面は軸方向断面が凸円弧状である。内側ローラ３と外側ローラ４の材質については第１実施形態と同様である。その他の構成は第１実施形態と略同じなので説明を省略する。
【００３７】
上記の構成により、内側ローラ３は、脚軸２ａに対して揺動自在であり、脚軸２ａの軸方向に脚軸２ａに対して移動可能である。外側ローラ４は内側ローラ３に対して回転自在である。これにより、外側ローラ４は脚軸２ａに対して回転自在であると共にローラ案内面１ａに沿って移動可能である。
【００３８】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内であれば、様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係るダブルローラ型のＴＪの要部を示す図、（Ｂ）は（Ａ）の変形例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るダブルローラ型のＴＪの要部を示す図である。
【図３】（Ａ）が本発明の第３実施形態に係るダブルローラ型のＴＪの要部を示す図、（Ｂ）が脚軸周辺の脚軸の軸線に垂直な断面図である。
【図４】従来のダブルローラ型のＴＪの断面図であり、（Ａ）が軸直角方向断面図、（Ｂ）が軸方向断面図である。
【図５】従来のダブルローラ型のＴＪの要部を示す図であり、（Ａ）がトルク負荷を加えた状態、（Ｂ）がトルク負荷を加えていない状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    外側継手部材
１ａ  ローラ案内面
１ｂ  トラック溝
２    トリポード部材
２ａ  脚軸
３    内側ローラ
４    外側ローラ
【図１】
2010025235.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010025235.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010025235.tif 000007