(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便な手段により、リングと脚軸との相対すべりを生じやすくして、耐久性の向上を容易に図る。【解決手段】内周部に軸方向の三本のトラック溝１２が形成され、各トラック溝１２の両側にそれぞれ軸方向に延びるローラ案内面１４が円周方向に向き合って形成された外側継手部材１０と、半径方向に突出した三本の脚軸２２を有するトリポード部材２０と、トリポード部材２０の各脚軸２２にそれぞれ装着されてトラック溝１２に収容されたローラ機構３７とを備えて構成された等速自在継手において、トリポード部材２０とローラ機構３７との間に、トリポード部材２０の脚軸２２とローラ機構３７のリング３２との間で相対すべりを惹起する弾性部材４０を介在させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周部に軸方向の三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に延びるローラ案内面が円周方向に向き合って形成された外側継手部材と、半径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着されて前記トラック溝に収容されたローラ機構とを備え、前記ローラ機構は、脚軸の外周面に外嵌されたリングと、外側継手部材のローラ案内面に沿って案内されるローラと、前記リング外周に形成された内側軌道面とローラ内周に形成された外側軌道面との間に介在する転動体とで構成された等速自在継手において、前記トリポード部材とローラ機構との間に、トリポード部材の脚軸とローラ機構のリングとの間で相対すべりを惹起する弾性部材を介在させ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】
前記弾性部材は、トリポード部材の脚軸根元部位とローラ機構のリングとの間に介在する環状帯板である請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記弾性部材は、帯板の少なくとも片面に、複数の舌片が円周方向に同一向きで突設されている請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記舌片が突設された弾性部材の帯板面と対向するローラ機構のリング端面に、舌片が嵌まり込む凹部を形成した請求項３に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記舌片が突設された弾性部材の帯板面と対向するトリポード部材の脚軸根元部位に、舌片が嵌まり込む凹部を形成した請求項３に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項６】
前記ローラ機構は、玉軸受である請求項１〜５のいずれか一項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、摺動式トリポード型等速自在継手に関する。一般に、等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結して二軸間に角度があっても等速で回転力を伝達することが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二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三本の脚軸を備えたトリポード部材を一方の軸に結合し、軸方向に延びる三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し、外側継手部材のトラック溝内にトリポード部材の脚軸を収容してトルクの伝達を行なうようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用される等速自在継手の一種にトリポード型等速自在継手がある。このトリポード型等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し、しかも、軸方向の相対変位をも許容することができる構造を備えている。
【０００３】
このトリポード型等速自在継手は、内周部に軸方向の三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三本の脚軸を有するトリポード部材と、その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の間に回転自在に収容されたローラとを主要な部材として構成される。前記二軸の一方が外側継手部材に連結され、他方がトリポード部材に連結される。
【０００４】
このように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二軸の回転方向に係合することにより、駆動側から従動側へ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。
【０００５】
このトリポード型等速自在継手には、ローラをニードルベアリング機構を介して脚軸の外周面に装着した構造のものがあり、このニードルベアリング機構を採用することにより、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図っている。なお、誘起スラストとは、等速自在継手が回転中にある角度でトルクが負荷されたときに、その継手内部の摩擦により発生するスラスト力をいい、スライド抵抗とは、トリポード型等速自在継手のように摺動式継手で、外側継手部材とトリポード部材が互いに摺動する時に発生する軸方向摩擦力の大きさのことをいう。
【０００６】
また、前述のニードルベアリング機構を具備したトリポード型等速自在継手以外に、玉軸受などのボールベアリング機構を利用したトリポード型等速自在継手も種々提案されている。
【０００７】
この種のトリポード型等速自在継手は、内周部に軸方向の三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三本の脚軸を有するトリポード部材と、その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の間に収容されたローラ機構とを備え、そのローラ機構は、脚軸の外周面に外嵌されたリングと、外側継手部材のローラ案内面に沿って案内されるローラと、ローラの内周面に形成された外側軌道面とリングの外周面に形成された内側軌道面との間に複数のボールを介在させた玉軸受の構造を有する。
【０００８】
このタイプのトリポード型等速自在継手では、トリポード部材と外側継手部材との間に介在するローラを、スキュー等の問題がなく常に円滑に低摩擦回転をするボールで支持するので、外側継手部材のトラック溝内をローラがローラ案内面に沿って転動するとき、低摩擦、低抵抗の転動が実現できる。従って、ローラがトラック溝内を外側継手部材の軸方向にスライドする際のスライド抵抗、外側継手部材とトリポード部材が作動角をとった状態でトルクを伝達するときに発生していた誘起スラストを低減することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２９５８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前述したトリポード型等速自在継手では、車体の振動や騒音の発生原因となる誘起スラストやスライド抵抗の低減化を図るため、玉軸受などのボールベアリング機構を利用し、さらに、ローラを二分割構造とすることにより、入れ溝その他の特別な工夫を要することなく、ボールを容易に組み込むことができ、それら複列のボールで支持することにより、モーメント荷重に対する負荷容量、耐久性を向上させるようにしている。
【００１０】
しかしながら、このトリポード型等速自在継手のように、ボールベアリング機構に玉軸受を採用した場合、トリポード部材の脚軸に対して、玉軸受の内輪に相当するリングがその回転方向にすべりにくく、これによりトリポード型等速自在継手の耐久性を低下させる可能性がある。
【００１１】
つまり、玉軸受の内輪に相当するリングの内周面とトリポード部材の脚軸の外周面とはリングの回転方向に線接触していることから、トルクの作用時、リングと脚軸との相対すべりが起きにくくなる。このリングと脚軸との相対すべりが起きにくいと、リングの内周面と脚軸の外周面とが常に一点で接触し続けることになり、それが原因となってリングまたは脚軸の寿命を低下させる可能性があり、ひいては、トリポード型等速自在継手の耐久性を低下させる可能性が出てくる。
【００１２】
そこで、本発明は前述した点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡便な手段により、リングと脚軸との相対すべりを生じやすくし、耐久性の向上を容易に図り得るトリポード型等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、内周部に軸方向の三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に延びるローラ案内面が円周方向に向き合って形成された外側継手部材と、半径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着されて前記トラック溝に収容されたローラ機構とを備え、前記ローラ機構は、脚軸の外周面に外嵌されたリングと、外側継手部材のローラ案内面に沿って案内されるローラと、前記リング外周に形成された内側軌道面とローラ内周に形成された外側軌道面との間に介在する転動体とで構成された等速自在継手において、前記トリポード部材とローラ機構との間に、トリポード部材の脚軸とローラ機構のリングとの間で相対すべりを惹起する弾性部材を介在させたことを特徴とする。なお、ローラ機構としては、玉軸受を使用することが可能である。
【００１４】
本発明に係るトリポード型等速自在継手では、トリポード部材とローラ機構との間に、トリポード部材の脚軸とローラ機構のリングとの間で相対すべりを惹起する弾性部材を介在させたことにより、ローラ機構がトリポード部材の脚軸に対してその軸方向に移動する時に、弾性部材の弾性復元力がローラ機構のリングに作用し、その弾性復元力によってトリポード部材の脚軸に対してローラ機構のリングがすべり易くなる。その結果、リングの内周面と脚軸の外周面とが常に一点で接触し続ける現象が起きるのを回避することができる。
【００１５】
前述の弾性部材としては、トリポード部材の脚軸根元部位とローラ機構のリングとの間に介在する環状帯板が使用可能である。また、この弾性部材は、帯板の少なくとも片面に、複数の舌片を円周方向に同一向きで突設した構造が望ましい。
【００１６】
このようにすれば、舌片がローラ機構のリング端面またはトリポード部材の脚軸根元部位に接触することで、トリポード部材の脚軸に対するローラ機構のリングのすべりが発生しやすくなるように弾性復元力をローラ機構のリングに作用させることが容易となる。
【００１７】
前述の舌片が突設された弾性部材の帯板面と対向するローラ機構のリング端面またはトリポード部材の脚軸根元部位のいずれか一方に、舌片が嵌まり込む凹部を形成した構造とすることが望ましい。
【００１８】
このようにすれば、弾性部材の舌片がローラ機構のリング端面またはトリポード部材の脚軸根元部位の凹部に嵌まり込むことで、その弾性部材の弾性復元力をローラ機構のリングに確実に作用させることができ、その結果、トリポード部材の脚軸に対するローラ機構のリングのすべりをより一層発生しやすくすることが容易となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、トリポード部材とローラ機構との間に、トリポード部材の脚軸とローラ機構のリングとの間で相対すべりを惹起する弾性部材を介在させたことにより、ローラ機構がトリポード部材の脚軸に対してその軸方向に移動する時、弾性部材の弾性復元力がローラ機構のリングに作用し、その弾性復元力によってトリポード部材の脚軸に対してローラ機構のリングがすべり易くなる。このようにリングと脚軸の相対すべりを容易に発生させることができるので、リングの内周面と脚軸の外周面との接触点が、固定した一点に限定されず、ずらしていくことが可能となることから、リングまたは脚軸の寿命を低下させる懸念がなくなり、トリポード型等速自在継手の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。図１は等速自在継手の全体構成、図２はその等速自在継手の脚軸に弾性部材を介してローラ機構を組み付けた状態、図３は等速自在継手の脚軸から弾性部材とローラ機構を分解した状態をそれぞれ示す。
【００２１】
この実施形態のトリポード型等速自在継手は、図１に示すように外側継手部材１０とトリポード部材２０とを主体として構成され、駆動側と従動側で連結すべき二軸の一方が外側継手部材１０に連結され、他方がトリポード部材２０に連結されて作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し、しかも、軸方向の相対変位をも許容することができる構成を備えている。
【００２２】
外側継手部材１０は、一端が開口し、他端が閉塞した略円筒カップ状をなし、その他端に一方の軸が一体的に設けられ、内周部に軸方向に延びる三本のトラック溝１２が中心軸の周りに１２０°間隔で形成されている。各トラック溝１２は、その円周方向で向かい合った側壁にそれぞれ凹曲面状のローラ案内面１４が軸方向に形成されている。
【００２３】
トリポード部材２０は、半径方向に突出した三本の脚軸２２を有し、他方の軸（図示せず）にセレーション（スプライン）嵌合により保持されている。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、そのローラ３４の外周面３４ａは、ローラ案内面１４に適合する凸曲面、例えば脚軸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凸曲面である。
【００２４】
一方、外側継手部材１０のローラ案内面１４は、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断面形状を有する。なお、このローラ案内面１４の断面形状は、二つの曲率半径からなるゴシックアーチ状とし、ローラ３４の外周面３４ａとアンギュラ接触させるようにしてもよい。また、ローラ３４の凸曲面状の外周面３４ａに対してローラ案内面１４の断面形状をテーパ形状としても両者のアンギュラ接触が実現できる。
【００２５】
トリポード部材２０の各脚軸２２には、リング３２、ローラ３４および転動体３６からなるローラ機構３７（ローラアッセンブリ）が装着され、トラック溝１２のローラ案内面１４間に収容された状態となっている。このローラ機構３７は、図１〜図３に示すように脚軸２２の外周面２２ａに外嵌されたリング３２に転動体である複数のボール３６を介して、外側継手部材１０のローラ案内面１４に沿って案内されるローラ３４を組み付けた玉軸受の構造を具備する。リング３２の円筒形外周面を内側軌道面３２ａとし、ローラ３４の円筒形内周面を外側軌道面３４ｂとして、これらの内外軌道面間にボール３６が転動自在に介在する。複数のボール３６は、保持器と共に組み込まれたものや、また保持器のない、いわゆる総玉状態で組み込まれたものがある。
【００２６】
なお、脚軸２２と接触するリング３２の内周面３２ｂは、この実施形態の場合、ローラ機構３７として玉軸受を利用することから、縦断面で見るとリング３２の軸線と平行でストレートな円筒状をなすが、この円筒状に限らず、凸曲面状とすることも可能である。また、リング３２の内周面３２ｂを円筒状とする場合、脚軸２２の外周面２２ａを凸曲面状とすることも可能である。
【００２７】
また、リング３２の内周面３２ｂと接触する脚軸２２の外周面２２ａは、この実施形態の場合、横断面で見ると真円形状であるが、この真円形状に限らず、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、長軸が継手の軸線に直交する楕円形状とすることも可能である。
【００２８】
この実施形態における等速自在継手では、図１〜図３に示すようにトリポード部材２０とローラ機構３７との間に、トリポード部材２０の脚軸２２とローラ機構３７のリング３２との間で相対すべりを惹起する弾性部材４０を介在させた構造とする。この弾性部材４０としては、図４（ａ）（ｂ）に示すように弾性および復元性を有する金属（例えば、ばね鋼）や樹脂の環状帯板である円形薄板（図１〜図３参照）や、他の弾性部材４１としては、図５（ａ）（ｂ）に示すような有端リング状のばね座金が使用可能である。
【００２９】
なお、これら弾性部材４０，４１は、後述する舌片５０ａ，５０ｂを有するが、これ以外に、図６（ａ）（ｂ）に示すように舌片５０ａ，５０ｂを有しない弾性部材４２として、弾性および復元性を有する金属（例えば、ばね鋼）や樹脂からなる有端リング状のばね座金、また、図示しないが、皿ばね、ギザ付皿ばねや薄板ばねも使用可能である。
【００３０】
前述した図４の弾性部材４０および図５の弾性部材４１では、帯板の表裏両面に、複数の舌片５０ａ，５０ｂを円周方向等間隔に突設する。この舌片５０ａ，５０ｂは、帯板の一部を切り起こすことにより一体的に形成され、その帯板の表面または裏面のそれぞれで、各舌片５０ａ，５０ｂを同一向きに切り起こして形成し、その表面の舌片５０ａと裏面の舌片５０ｂでは、切り起こし方向が逆となっている。
【００３１】
なお、舌片５０ａ，５０ｂは、帯板とは別部材で形成することも可能である。また、舌片５０ａ，５０ｂは、帯板の表裏両面に必ずしも設ける必要はなく、また、少なくともいずれか一方の面であってもよい。
【００３２】
また、図７（ａ）（ｂ）および図８に示すようにローラ機構３７のリング３２の端面３２ｃ、つまり、舌片５０ａが突設された弾性部材４０，４１の帯板面と対向する面に、舌片５０ａが嵌まり込む凹部６０ａを形成する。この場合、ローラ機構３７のリング３２の端面３２ｃに凹部６０ａを設けたことに対応させて、弾性部材４０，４１の一方の面に舌片５０ａを設けておく必要はある。これに対して、弾性部材４０，４１の他方の面には、舌片５０ｂを必ずしも設けておく必要はない。
【００３３】
さらに、図９（ａ）（ｂ）および図１０に示すようにトリポード部材２０の脚軸根元部位２２ｂ、つまり、舌片５０ｂが突設された弾性部材４０，４１の帯板面と対向する面に、舌片５０ｂが嵌まり込む凹部６０ｂを形成する。この場合、トリポード部材２０の脚軸根元部位２２ｂに凹部６０ｂを設けたことに対応させて、弾性部材４０，４１の他方の面に舌片５０ｂを設けておく必要はある。これに対して、弾性部材４０，４１の一方の面には、舌片５０ａを必ずしも設けておく必要はない。
【００３４】
なお、これら凹部６０ａ，６０ｂは、弾性部材４０，４１の表裏面に舌片５０ａ，５０ｂがあるないにかかわらず、ローラ機構３７のリング３２の端面３２ｃまたはトリポード部材２０の脚軸根元部位２２ｂに必ずしも設ける必要はない。
【００３５】
この実施形態の等速自在継手では、トリポード部材２０とローラ機構３７との間に、トリポード部材２０の脚軸２２とローラ機構３７のリング３２との間で円周方向の相対すべりを惹起する弾性部材４０〜４２を介在させたことにより、ローラ機構３７がトリポード部材２０の脚軸２２に対してその軸方向に移動（図２では上下動）する時に、弾性部材４０〜４２の弾性復元力がローラ機構３７のリング３２に作用し、その弾性復元力によってトリポード部材２０の脚軸２２に対してローラ機構３７のリング３２が円周方向にすべり易くなる。
【００３６】
その結果、リング３２の内周面３２ｂと脚軸２２の外周面２２ａとが常に一点で接触し続ける現象が起きるのを回避することができ、リング３２の内周面３２ｂと脚軸２２の外周面２２ａとの接触点が、固定した一点に限定されず、円周方向に沿ってずらしていくことが可能となる。
【００３７】
また、前述したように弾性部材４０，４１の表裏両面に、複数の舌片５０ａ，５０ｂを円周方向等間隔に突設した構造としたことにより、図１〜図３に示すように舌片５０ａ，５０ｂがローラ機構３７のリング３２の端面３２ｃおよびトリポード部材２０の脚軸根元部位２２ｂに接触することで、トリポード部材２０の脚軸２２に対するローラ機構３７のリング３２のすべりが発生しやすくなるように弾性復元力をローラ機構３７のリング３２に作用させることが容易となる。
【００３８】
ここで、弾性部材４０，４１の表面または裏面のそれぞれで、各舌片５０ａ，５０ｂを同一向きに切り起こして形成することにより、表面側のすべての舌片５０ａと裏面側のすべての舌片５０ｂで弾性復元力の作用方向がそれぞれ同一となるようにし、また、その表面の舌片５０ａと裏面の舌片５０ｂで切り起こし方向を逆にすることにより、表面側と裏面側で弾性復元力の作用方向が逆になるようにしてローラ機構３７のリング３２の円周方向すべりが生じやすいようにしている。
【００３９】
さらに、ローラ機構３７のリング３２の端面３２ｃ（図８参照）またはトリポード部材２０の脚軸根元部位２２ｂ（図１０参照）のいずれかに、舌片５０ａ，５０ｂが嵌まり込む凹部６０ａ，６０ｂを形成したことにより、弾性部材４０，４１の舌片５０ａ，５０ｂがローラ機構３７のリング３２の端面３２ｃまたはトリポード部材２０の脚軸根元部位２２ｂの凹部６０ａ，６０ｂに嵌まり込むことで、舌片５０ａ，５０ｂの引っ掛かりがよくなり、その弾性部材４０，４１の弾性復元力をローラ機構３７のリング３２に確実に作用させることができ、その結果、トリポード部材２０の脚軸２２に対するローラ機構３７のリング３２の円周方向すべりがより一層発生しやすくすることが容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係るトリポード型等速自在継手は、自動車、航空機、船舶や各種産業機械などの動力伝達部に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態で、トリポード型等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の等速自在継手の脚軸に弾性部材を介してローラ機構を組み付けた状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】図１の等速自在継手の脚軸から弾性部材とローラ機構を分解した状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）は弾性部材としての円形薄板を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図５】（ａ）は弾性部材としてのばね座金の一例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図６】（ａ）は弾性部材としてのばね座金の他例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図７】（ａ）は弾性部材の舌片が嵌まり込む凹部を形成したローラ機構を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の下面図である。
【図８】トリポード部材の脚軸から弾性部材と図７のローラ機構を分解した状態を示す要部拡大断面図である。
【図９】（ａ）は弾性部材の舌片が嵌まり込む凹部を形成したトリポード部材の脚軸を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。
【図１０】図９のトリポード部材の脚軸から弾性部材とローラ機構を分解した状態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
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
２２ｂ  脚軸根元部位
３２  リング
３２ａ  内側軌道面
３２ｃ  端面
３４  ローラ
３４ｂ  外側軌道面
３６  転動体（ボール）
３７  ローラ機構
４０〜４２  弾性部材
５０ａ，５０ｂ  舌片
６０ａ，６０ｂ  凹部
【図１】
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【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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