(57)【要約】【課題】等速自在継手とローラとの接触による磨耗及び振動発生等の問題を解決すること。【解決手段】円周方向に向き合ったローラ案内面１４を有する３つのトラック溝１２が形成された外側継手部材１０と、半径方向に突出した３本の脚軸２２を備えたトリポード部材２０と、前記脚軸２２に回転自在に外嵌するとともに前記トラック溝１２に挿入されたローラ３４とを備え、前記ローラ３４が前記ローラ案内面１４に沿って外側継手部材１０の軸方向に移動可能な等速自在継手において、前記ローラ３４の幅面、又は前記ローラ３４の幅面と対向する前記外側継手部材１０の内径面に、緩衝材層１５ａ，１５ｂ，１５ｃを形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に向き合ったローラ案内面を有する３つのトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を備えたトリポード部材と、前記脚軸に回転自在に外嵌するとともに前記トラック溝に挿入されたローラとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継手において、前記ローラの幅面、又は前記ローラの幅面と対向する前記外側継手部材の内径面に、緩衝材層を形成したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記ローラが、脚軸に外嵌した内側ローラ、内側ローラの外周に嵌合された外側ローラ及び内側と外側のローラ間に介設された複数の針状ころで構成されるローラカセットであることを特徴とする請求項１の等速自在継手。
【請求項３】
前記外側ローラの幅面を案内するために前記外側継手部材の内径に形成された鍔部、又はこの鍔部に対向する前記ローラの幅面に、緩衝材層を形成したことを特徴とする請求項２の等速自在継手。
【請求項４】
前記緩衝材層を、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン又はナイロン樹脂の塗布又は焼付けにより形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかの等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、特に摺動側に使われるトリポード型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、等速自在継手は駆動側と従動側の２軸を連結して２軸間に角度があっても等速で回転力を伝達することのできるユニバーサルジョイントの一種であって、摺動式のものは、継手のプランジングによって２軸間の相対的軸方向変位を可能にしたものであり、トリポード型は、半径方向に突出した３本の脚軸を備えたトリポード部材を一方の軸に結合し、軸方向に延びる３つのトラック溝を備えた中空円筒状の外側継手部材を他方の軸に結合する。外側継手部材のトラック溝内に、トリポード部材の脚軸に外嵌したローラを回転自在に収容して、ローラ案内面とローラ外周面との間でトルクの伝達を行う（特許文献１、２参照）。
【０００３】
現在主流の低振動タイプの摺動式等速自在継手は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、トリポード部材２０の脚軸２２に外嵌するローラとして、内側ローラ３２と外側ローラ３４で構成されたダブルローラタイプのローラカセットを使用する。内側ローラ３２と外側ローラ３４の間には総ころ状態で複数の針状ころ３６が配設される。
【０００４】
ローラ案内面１４は円筒面にされ、この円筒面に対する外側ローラ３４の外周面は脚軸に中心を有する部分球面とされる。各外側ローラ３４は、対応するトラック溝１２のローラ案内面１４に係合して脚軸２２を中心に回転しながらトラック溝１２に沿って移動可能である。
【０００５】
また内側ローラ３２の内周面は図３（Ｃ）のように円弧状凸断面に形成され、この凸断面に対する脚軸２２の外周面は、縦断面においてはストレート形状であり、かつ、横断面においては、図３（Ｂ）のように、継手の軸線と直交する方向で内側ローラ３２の内周面と接触するとともに、継手の軸線方向で内側ローラ３２の内周面との間にすきまを形成する。これにより、図３（Ｄ）のようにローラカセットが脚軸２２に対して首振り可能とされて高角度時のＮＶＨ特性を改善する。ここで「首振り可能」とは、継手軸線方向であって脚軸２２を含む面内でローラカセットが傾動可能なことをいう。
【特許文献１】特開２０００−３２０５６３号公報
【特許文献２】特開２００１−１３２７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
等速自在継手の首振り可能な最大許容角度（最大作動角）は、主にローラカセットと外側継手部材１０の内径との干渉、あるいは、ローラカセットと、トリポード部材２０の脚軸２２付根近傍との干渉や、同ハブとの干渉が生じない範囲に制限されるのが一般的である。従って、等速自在継手が最大作動角をとっても直ちにこのような干渉が生じることはない。
【０００７】
しかし、継手のコンパクト化と作動角の広角化を追求する限界設計においては、部品精度や部品間隙間の関係で、最大作動角付近で前記干渉が不測に発生する可能性がある。特に、等速自在継手への入力トルクが極めて小さいために一時的にローラカセットが揺れる等の場合に前記干渉が発生することがある。
【０００８】
この場合、ローラカセットの外側ローラの幅面が、外側継手部材の大内径、あるいは鍔付きタイプの外側継手部材ではその鍔部に接触する。ここで「大内径」とは相対向する一対のローラ案内面間を連続する外側継手部材の内周円弧部をいい、「鍔付きタイプ」とは、外側ローラが傾かないようにその幅面をガイドする鍔面がローラ案内面に隣接して形成された外側継手部材の構造をいう。
【０００９】
ローラカセットの接触は一時的であって接触圧としても非常に小さいとはいえ、接触部には金属同士の接触による磨耗及び振動発生等が懸念される。そのため、外側継手部材の大内径又は鍔部に高周波焼き入れなどの表面硬化を施すことが提案されているが、高周波焼き入れなどを施すには複雑な硬化パターンを必要とするから、製品歩留まりも低下するうえ、ひいては生産性をも阻害する要因となりうるという課題があった。
【００１０】
本発明は、外側継手部材とローラとの接触による磨耗及び振動発生等の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、請求項１の発明は、円周方向に向き合ったローラ案内面を有する３つのトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を備えたトリポード部材と、前記脚軸に回転自在に外嵌するとともに前記トラック溝に挿入されたローラとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継手において、前記ローラの幅面、又は前記ローラの幅面と対向する前記外側継手部材の内径面に、緩衝材層を形成したことを特徴とする。
【００１２】
このように、ローラの接触部位に緩衝材層を形成することにより、ローラ幅面と外側継手部材の大内径部との直接接触、あるいはローラ幅面とトリポード部材のハブとの直接接触がなくなり、これら接触部分での摩耗及び振動等を防ぐことができ、例えば外側継手部材の大内径に対する表面硬化処理が不要になる。
【００１３】
本発明は、脚軸に装着したローラが首振り可能であって、ローラと大内径を有する等速自在継手、あるいはローラをガイドする鍔部がローラ幅面と隙間をあけて形成された等速自在継手の全てに適用可能である。また、本発明はダブルローラタイプの等速自在継手に限らず、脚軸に装着したローラが首振りしないシングルローラタイプの等速自在継手にも適用可能である。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ローラが、脚軸に外嵌した内側ローラ、内側ローラの外周に嵌合された外側ローラ及び内側と外側のローラ間に介設された複数の針状ころで構成されるローラカセットであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記外側ローラの幅面を案内するために前記外側継手部材の内径に形成された鍔部、又はこの鍔部に対向する前記外側ローラの幅面に、緩衝材層を形成したことを特徴とする。
【００１６】
これは、いわゆる鍔付きタイプの外側継手部材に対して本発明を適用したもので、通常は鍔部と外側ローラの幅面との間に隙間が形成されているが、継手が最大作動角に近付いた時や、等速自在継手への入力トルクが極めて小さいために一時的にローラカセットが揺れる等の場合に外側ローラの幅面が鍔部に接触することがある。このような場合、緩衝材層があれば接触部での磨耗及び振動を防止できる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記緩衝材層を、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン又はナイロン樹脂の塗布又は焼付けにより形成したことを特徴とする。
【００１８】
例えば発泡ウレタンを塗布する場合、その塗布厚さは、例えば１回約１mm以上の厚さで、１回もしくはそれ以上の塗布工程で任意の厚さに塗布することができる。発泡ウレタンが硬化し、緩衝材層が形成された後、発泡ウレタン層の表面をより平滑で緻密にするために、公知の常温硬化型の液状ウレタン樹脂か又はエポキシ樹脂を、表面が平滑になる厚さに塗布することによっていわゆるレベリング層を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、外側継手部材の大内径、鍔部又はローラカセットの外側ローラ幅面に、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン又はナイロン樹脂等による緩衝材層を形成することにより、外側ローラが外側継手部材やトリポード部材に接触した場合の衝撃及び振動を大幅に緩和する。これにより、磨耗防止のための外側継手部材の大内径や鍔部に施す表面硬化処理が不要になる。また、緩衝材層を塗布ないし焼付けしても、ローラカセット自体の作動にはまったく影響がなく、しかも緩衝材層を形成する母材側の材質も変化しないから製品歩留まりが低下する問題もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図１及び図２に基づき説明する。図１は鍔なしタイプの外側継手部材に本発明を適用したもので、外側継手部材１０の大内径、又はローラカセットの外側ローラ３４の幅面に、発泡ウレタン、発泡ポリエチレン又はナイロン樹脂等の緩衝材層１５ａ，１５ｂ，１５ｃを、塗布又は焼付けにより形成したものである。緩衝材層１５ａと１５ｂは、両方を図示するが、いずれか一方だけ形成するので十分である。これら緩衝材層以外の構造は、従来のものと同様である。
【００２１】
緩衝材層１５ｂと１５ｃは、外側ローラ３４の両幅面に形成するか、あるいは、外側ローラ３４の幅面のうち、外側の幅面に緩衝材層１５ｂを形成する代わりに、大内径１３に緩衝材層を形成する。大内径１３に緩衝材層を形成する方が、面積が広い分だけ緩衝材層の寿命としては長くもつ。
【００２２】
次に、緩衝材層以外の等速自在継手の構造につき、図１を参照して以下説明する。この等速自在継手は外側継手部材１０とトリポード部材２０とからなり、連結すべき２軸の一方が外側継手部材１０と接続され、他方がトリポード部材２０と接続される。
【００２３】
外側継手部材１０は、その内周面に、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ローラ案内面１４が形成される。トリポード部材２０は半径方向に突設した３本の脚軸２２を有する。各脚軸２２の外周面に環状の内側ローラ３２が外嵌する。この内側ローラ３２の外周に、複数の針状ころ３６を介して外側ローラ３４が嵌合される。この外側ローラ３４が、外側継手部材１０のトラック溝１２内に収容される。各トラック溝１２の継手円周方向に対向するローラ案内面１４は、外側継手部材１０の軸線に平行な円筒面の一部を構成する。外側ローラ３４の外周面は、脚軸２２の軸線上に曲率中心を置いた部分球面である。したがって、外側ローラ３４はトラック溝１２内で傾斜可能である。
【００２４】
内側ローラ３２、複数の針状ころ３６及び外側ローラ３４は、ユニット化され、相対回転可能なローラアセンブリを構成する。すなわち、内側ローラ３２の円筒形外周面を内側軌道面とし、外側ローラ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針状ころ３６が転動自在に介在する。針状ころ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る。符号３３，３５は、針状ころ３６の抜け落ち止めのために外側ローラ３４の内周面に形成した環状溝に装着した一対のワッシャである。これらのワッシャ３３，３５は、円周方向の一個所で分断されていて、弾性的に縮径させた状態で外側ローラ３４の内周面の環状溝に装着する。
【００２５】
脚軸２２の外周面は、縦断面で見ると脚軸２２の軸線と平行なストレート形状であり、横断面で見ると、図３（Ｂ）のように、長軸が継手の軸線に直交する略楕円形状である。脚軸２２の横断面形状は、非負荷側すなわちトリポード部材２０の軸方向で見た肉厚を負荷側に比べて減少させた形状である。言い換えれば、脚軸２２の横断面形状は、トリポード部材２０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た形状である。
【００２６】
内側ローラ３２の内周面は円弧状凸断面を有する。すなわち、内周面の母線が半径ｒの凸円弧である。このことと、脚軸２２の横断面形状が上述のように略楕円形状であり、脚軸２２と内側ローラ３２との間に所定のすきまが設けてあることから、内側ローラ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に対して首振り可能である。また、上述のとおり内側ローラ３２と外側ローラ３４は針状ころ３６を介して相対回転自在にユニット化されているため、脚軸２２に対し、内側ローラ３２と外側ローラ３４がユニットとして首振り可能な関係にある。
【００２７】
図１に示した実施の形態では、脚軸２２の横断面が略楕円状で、内側ローラ３２の内周面の横断面が円形であることから、図３（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、ローラアセンブリを傾かせようとする力が非常に小さく、外側ローラ３４の姿勢が安定する。
【００２８】
脚軸２２の横断面形状と内側ローラ３２の内周面形状の組合わせは、前述したもの以外も可能であって、例えば脚軸２２の頭部外周面を部分球面にするとともに内側ローラ３２の内周面を円筒面とする組合わせも可能であって、この場合は脚軸２２と内側ローラ３２とが線接触して面圧が低くなる利点がある。
【００２９】
次に、本発明の別の実施形態を図２に基づき説明する。この実施形態は外側継手部材１０に鍔部１０ａが形成されたもので、外側ローラ３４の両幅面に緩衝材層１５ｂ，１５ｃを形成したものである。鍔部１０ａは、ローラ案内面１４から大内径１３に向かう途中の外側継手部材１０の内径で外側ローラ３４の幅面と対向して形成され、外側ローラ３４をガイドしてその揺動を抑制する。
【００３０】
鍔部１０ａと外側ローラ３４の幅面との間にはわずかな隙間が形成されていて、通常は、外側ローラ３４と鍔部１０ａとが接触しない構成になっている。しかし、継手が最大作動角をとった場合や、等速自在継手への入力トルクが極めて小さいために一時的にローラカセットが揺れる等の場合に、従来、外側ローラ３４の幅面が鍔部１０ａに接触することがあった。このような場合、本発明では鍔部１０ａに対向する外側ローラ３４の幅面に緩衝材層１５ｂを形成するので、外側ローラ３４の接触によって外側ローラ３４ないし鍔部１０ａが磨耗することがない。なお、緩衝材層１５ｂ，１５ｃは、外側ローラ３４の両幅面に形成する他、外側の幅面の緩衝材層１５ｂについては、外側の幅面に緩衝材層１５ｂを形成する代わりに鍔部１０ａ側に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る等速自在継手の横断面図。
【図２】本発明の別の実施形態に係る等速自在継手の拡大断面図。
【図３】従来の等速自在継手を示すもので、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は脚軸の横断面図、（Ｃ）は内側ローラの縦断面図、（Ｄ）は継手が作動角をとった時の継手縦断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１０  外側継手部材
１０ａ       鍔部
１２  トラック溝
１３   大内径
１４  ローラ案内面
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 緩衝材層
２０  トリポード部材
２２  脚軸
３２  内側ローラ
３３，３５     ワッシャ
３４  外側ローラ
３６   針状ころ
【図１】
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【図２】
2006275103.tif 000004
【図３】
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