(57)【要約】【課題】誘起スラストの発生の少ないトリポード型等速自在継手を提供することである。【解決手段】外輪１の内側に組込まれたトリポード部材４に３本の脚軸５を設け、各脚軸５によって相対的に揺動自在に支持されたガイドブロック６を外輪１の内周に形成されたトラック溝２内に収容し、そのトラック溝２の両側面とガイドブロック６の両側面に対向する軌道溝３、８を設け、その対向する軌道溝３、８間に組込まれたボール９を保持器１０で保持する。保持器１０の移動量をガイドブロック６の移動量の１／２に規制する移動量規制手段３０を設ける。保持器１０に形成されたボール保持部１１とボール９との間にすきま１２を設けると共に、ボール保持部１１の両端方向へのボール９の移動範囲をボール球径の１．００６倍乃至１．１６５倍として、ボール９がボール保持器１１の内周に対し非接触の状態で転がり運動するようにして誘起スラストの発生を抑制する。【選択図】図２
2006200631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の内周に軸方向に延びる３本のトラック溝を周方向に１２０°の間隔をおいて形成し、各トラック溝の外輪周方向で対向する側面に外輪軸方向に延びる直線状の軌道溝を設け、外輪の内側に組込まれたトリポード部材には各トラック溝内に挿入される３本の脚軸を設け、各脚軸に対して相対的に揺動可能に支持されたガイドブロックをトラック溝内に収容し、そのガイドブロックの両側に前記外輪軌道溝と対向する軌道溝を設け、その対向する軌道溝に沿って転動可能なボールを保持器で保持し、その保持器の移動量をガイドブロックの移動量の１／２に規制する移動量規制手段を設けたトリポード型等速自在継手において、前記保持器にボールを抜け止め状態に保持するボール保持部を設け、そのボール保持部とボールとの間にすきまを形成し、そのボール保持部の両端方向に向けてのボール移動範囲をＬ、ボールの球径をＤとしたとき、ボール移動範囲Ｌを、Ｌ＝１．００６Ｄ〜１．１６５Ｄの範囲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】
前記ボール保持部が、ボールの球径より大径の円形のポケットと、そのポケットの内周から外側方に向き、先端の内接円径がボールの球径より小径された複数の外向き爪と、ボールの内周から内側方に向き、先端の内接円径がボールの球径より小径とされた複数の内向き爪とから成る請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記外向き爪および内向き爪のそれぞれがポケットの内周からの折曲げにより形成された請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記外向き爪および内向き爪のそれぞれが、ポケットの外周部に対するポンチの打込みによる塑性変形により形成された請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記ボール保持部が、大径端の内径がボールの球径より大径とされ、小径端の内径がボール球径より小径とされて相反する方向に傾斜する二つの円錐面を内周に有するポケットから成る請求項１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】
この発明は３本のトラック溝を内周に有する外輪とその内側に組込まれて軸方向に移動可能なトリポード部材の相互間でトルクを伝達するトリポード型等速自在継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のトリポード型等速自在継手として特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この特許文献１に記載されたトリポード型等速自在継手においては、外輪の内周に３本のトラック溝を形成し、各トラック溝の外輪周方向で対向する一対の側面に外輪軸方向に延びる軌道溝を設け、外輪の内側に組込まれたトリポード部材には３本の脚軸を形成し、各脚軸によって相対的に揺動自在に支持されたガイドブロックを前記トラック溝内に収容し、そのガイドブロックの両側に設けられた軌道溝と外輪側軌道溝間に複数のボールを組込み、各ボールをトラック溝の内周とガイドブロック間に組込まれた保持器で保持し、上記ボールを介して外輪とトリポード部材の相互間でトルクを伝えるようにしている。
【０００３】
また、保持器に外輪トラック溝の外壁内面とガイドブロックの外面間に配置される板体部を設け、その板体部によって長さ方向の中央部が支持された揺動可能なレバーの両端部に長さ方向に延びる一対のガイド溝を形成し、各ガイド溝内に挿入された一対のピンの一方を外輪側に、他方のピンをガイドブロック側に設け、レバーの揺動中心から外輪側ピンまでの寸法とレバーの揺動中心からガイドブロック側ピンまでの寸法を同寸法として、ガイドブロックの移動時に、保持器をガイドブロックの移動量の１／２移動させるようにしている。
【０００４】
上記の構成から成るトリポード型等速自在継手においては、外輪の軌道溝とガイドブロックの軌道溝間にボールが組込まれているため、外輪とトリポード部材とが作動角をとってトルクを伝達するとき、ガイドブロックは姿勢を一定とする状態で外輪軸方向に移動し、その移動によってボールは軌道溝との接触により転動することになる。このとき、ボールはガイドブロックの移動量の１／２移動し、そのボールの移動量と保持器の移動量とが同じであるため、ボールと保持器の干渉がなく、振動および騒音の発生が少ないという特徴を有している。
【特許文献１】特開２００２−２３５７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の従来のトリポード型等速自在継手においては、保持器にポケットを形成し、そのポケット内にボールを収容しているが、ポケットとボールとの関係について何も記載されていない。
【０００６】
ここで、ボールの保持に際しては、ボールの組込み性を考慮してポケットとボールとの間にポケットすきまを設けるのが一般的であるが、そのポケットすきまが小さくなり過ぎると、ポケットの内周にボールが接触してボールの転がり運動が阻害され、誘起スラストが発生する。
【０００７】
一方、ポケットすきまが必要以上に大きくなると、ボールを保持することができず、トリポード型等速自在継手の組立てが困難になる。
【０００８】
この発明の課題は、誘起スラストの発生の少ない組立ての容易なトリポード型等速自在継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明においては、外輪の内周に軸方向に延びる３本のトラック溝を周方向に１２０°の間隔をおいて形成し、各トラック溝の外輪周方向で対向する側面に外輪軸方向に延びる直線状の軌道溝を設け、外輪の内側に組込まれたトリポード部材には各トラック溝内に挿入される３本の脚軸を設け、各脚軸に対して相対的に揺動可能に支持されたガイドブロックをトラック溝内に収容し、そのガイドブロックの両側に前記外輪軌道溝と対向する軌道溝を設け、その対向する軌道溝に沿って転動可能なボールを保持器で保持し、その保持器の移動量をガイドブロックの移動量の１／２に規制する移動量規制手段を設けたトリポード型等速自在継手において、前記保持器にボールを抜け止め状態に保持するボール保持部を設け、そのボール保持部とボールとの間にすきまを形成し、そのボール保持部の両端方向に向けてのボール移動範囲をＬ、ボールの球径をＤとしたとき、ボール移動範囲Ｌを、Ｌ＝１．００６Ｄ〜１．１６５Ｄの範囲とした構成を採用したのである。
【００１０】
ここで、ボール保持部は、ボールの球径より大径の円形のポケットと、そのポケットの内周から外側方に向き、先端の内接円径がボールの球径より小径された複数の外向き爪と、ボールの内周から内側方に向き、先端の内接円径がボールの球径より小径とされた複数の内向き爪とから成るものであってもよく、あるいは大径端の内径がボールの球径より大径とされ、小径端の内径がボール球径より小径とされて相反する方向に傾斜する二つの円錐面を内周に有するポケットから成るものであってもよい。
【００１１】
外向き爪および内向き爪によってボールを抜け止めするボール保持部においては、上記外向き爪および内向き爪の双方をポケット内周からの折曲げにより形成してもよく、あるいは、ポケットの外周部に対してのポンチの打込みによる塑性変形により形成したものであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように、保持器に形成されたボール保持部とボールとの間にすきまを形成し、そのボール保持部の両端方向へのボール移動範囲をボール球径の１．００６〜１．１６５倍としたことにより、軌道溝との接触によってボールが転がり移動する際に、そのボールをボール保持部の内周に対して非接触の状態で純粋に転がり運動させることができ、誘起スラストの発生の少ないトリポード型等速自在継手を得ることができる。
【００１３】
また、ボール保持部からボールが脱落することがないため、トリポード型等速自在継手をきわめて容易に組立てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、外輪１の内周には軸方向に延びる３本のトラック溝２が周方向に１２０°の間隔をおいて形成され、各トラック溝２の外輪周方向で対向する一対の側面に軸方向に延びる直線状の軌道溝３が設けられている。
【００１５】
外輪１の内側に組込まれたトリポード部材４には前記トラック溝２と対向する位置に３本の脚軸５が設けられ、各脚軸５によってガイドブロック６が支持されている。ガイドブロック６の支持に際し、ここでは、脚軸５に球形表面５ａを形成し、その脚軸５をガイドブロック６に設けられた円筒孔７に挿入して、前記脚軸５とガイドブロック６とを相対的に揺動自在としている。
【００１６】
ガイドブロック６の両側面には外輪トラック溝２の両側の軌道溝３に対向する一対の直線状の軌道溝８が形成され、その対向する軌道溝３、８のボール転走面３ａ、８ａ間に複数のボール９が組込まれている。
【００１７】
ガイドブロック６の両側において、外輪１の軸方向に並ぶ複数のボール９は保持器１０によって保持されている。保持器１０は、トラック溝２の外壁面２ａとガイドブロック６の外面間に配置される板体部１０ａの両側にガイドブロック６の側面とトラック溝２の側面間に配置される一対の保持板部１０ｂを設け、各保持板部１０ｂにボール９を保持するボール保持部１１を設けた構成とされている。
【００１８】
図４および図５に示すように、ボール保持部１１は、円形のポケット１１ａと、そのポケット１１ａの内周から外側方に向く対向一対の外向き爪１１ｂと、ポケット１１ａの内周から内側方に向く対向一対の内向き爪１１ｃとから成り、ポケット１１ａの内径はボール９の球径より大径とされ、その内周とボール９との間にすきま１２が設けられている。
【００１９】
外向き爪１１ｂおよび内向き爪１１ｃのそれぞれはポケット１１ａの内周からの折曲げにより形成され、対向一対の外向き爪１１ｂの先端の内接円径をｄ1 、ボール９の球径をＤとしたとき、上記内接円径ｄ1 は、ｄ1 ＜Ｄとされている。一方、対向一対の内向き爪１１ｃの先端の内接円径は対向一対の外向き爪１１ｂの先端の内接円径と同径とされている。
【００２０】
このため、ボール９は対向一対の外向き爪１１ｂの先端および対向一対の内向き爪１１ｃの先端に対する当接によって抜け止めされ、上記先端に当接する範囲内において移動可能とされている。
【００２１】
ここで、ボール保持部１１の両端方向へのボール移動範囲をＬとすると、そのボール移動範囲Ｌはボール球径Ｄの１．００６Ｄ〜１．１６５Ｄとされている。ボール移動範囲Ｌが１．００６Ｄ未満であると、軌道溝３、８との接触によってボール９が転がり運動する際に、ボール９がボール保持部１１の内周に接触して転がり運動が阻害され、比較的大きな誘起スラストが発生する。
【００２２】
また、ボール移動範囲Ｌが１．１６５Ｄを超えると、ボール保持部１１内でのボール９の停止位置が不安定となり、ボール９を保持する保持器１０の組込み時に、ボール９が外輪１の開口端あるいはガイドブロック６の端面に当接して保持器１０の組込みを阻害することになる。
【００２３】
図１乃至図３に示すように、外輪１の開口端部には、保持器１０が外輪１の開口端から抜け出るのを防止するストッパリング２０が取付けられている。
【００２４】
ストッパリング２０は外輪１の開口端に衝合される環状板部２１を有し、その環状板部２１の外周に設けられた円筒部２２が外輪１の開口端部の外周に圧入されている。円筒部２２の開口端部は内向きに加締められ、その加締めによって形成された環状の折曲げ部２３が外輪１の開口端部の外周に設けられた係合溝２４に係合している。
【００２５】
また、環状板部２１にはトラック溝２の開口端と対向する位置に切欠部２５が形成され、各切欠部２５の両側に設けられた突片２６がトラック溝２の側面に形成された前記軌道溝３内に挿入され、その突片２６に対するボール９の当接によって保持器１０を抜け止めしている。
【００２６】
上記の構成から成るトリポード型等速自在継手において、ガイドブロック６が外輪軸方向に移動すると、ボール９は軌道溝３、８のボール転走面３ａ、８ａとの接触により転がり移動する。そのボール９の移動量はボール転走面３ａ、８ａとの接触部での滑りを無視すると、ガイドブロック６の移動量の１／２であり、そのボール９と保持器１０の相互間において移動量に差が生じると、ボール９はボール保持部１１の内周に接触して転がり運動が阻害され、ボール９に滑りが生じて振動を発生させることになる。
【００２７】
その振動の発生を防止するため、図２および図３に示す移動量規制手段３０によって保持器１０の移動量をガイドブロック６の移動量の１／２に規制している。
【００２８】
移動量規制手段３０は、保持器１０の板体部１０ａの外面側に平板状のレバー３１を設け、そのレバー３１の長さ方向中央部を板体部１０ａに設けられた支点ピン３２で揺動自在に支持し、前記ストッパリング２０には環状板部２１の内周からの折曲げによって外輪１の各トラック溝２内に挿入されるピン支持片３３を設け、このピン支持片３３に設けられたピン３４およびガイドブロック６の外面に設けられたピン３５をレバー３１の両端から長さ方向に延びるガイド孔３６内に挿入し、各ピン３４、３５からレバー３１の揺動中心までの距離ｌ1 、ｌ2 を等距離としている。また、保持器１０の板体部１０ａにガイドブロック６側のピン３５が挿入される切欠部３７を形成して、ガイドブロック６と保持器１０とが相対的に移動し得るようにしている。
【００２９】
上記の構成から成る移動量規制手段３０において、ガイドブロック６が移動すると、そのガイドブロック６に設けられたピン３５の押圧によりレバー３１が支点ピン３２を中心に揺動し、保持器１０もガイドブロック６と同方向に移動する。このとき、ピン支持片３３に設けられたピン３４からレバー３１の揺動中心までの距離と、上記ピン３４からガイドブロック側のピン３５までの距離の比が１：２であるため、保持器１０はガイドブロック６の移動量の１／２移動することになり、軌道溝３、８のボール転走面３ａ、８ａとの接触によって移動するボール９の移動量に一致する。
【００３０】
図２では、ストッパリング２０に設けたピン支持片３３にピン３４を設けるようにしたが、上記ピン３４を外輪１に固定してもよい。
【００３１】
実施の形態で示すトリポード型等速自在継手は上記の構造から成り、外輪１とトリポード部材４とが作動角をとってトルクを伝達すると、ガイドブロック６はトラック溝２に沿って外輪軸方向に移動する。また、外輪１とトリポード部材４とが相対的に軸方向に移動した場合も、ガイドブロック６はトラック溝２に沿って外輪軸方向に移動する。
【００３２】
ガイドブロック６の移動時、ボール９は軌道溝３、８のボール転走面３ａ、８ａとの接触によって転がり移動し、ボール転走面３ａ、８ａとの滑りを無視すると、ボール９はガイドブロック６の移動量の１／２移動する。
【００３３】
一方、ボール９を保持する保持器１０は移動量規制手段３０によってガイドブロック６の移動量の１／２に規制されているため、ボール９と保持器１０の移動量は等しく、ボール９に滑りが生じるのが防止される。
【００３４】
ここで、ボール９がボール保持部１１に対してすきまが存在しない保持であると、ボール９はボール保持部１１の内周に対する接触によって転がり運動が阻害され、トリポード型等速自在継手に誘起スラストが発生する。
【００３５】
しかしながら、実施形態では、ボール保持部１１とボール９との間にすきま１２を設けると共に、ボール保持部１１の両端方向にボール９を移動可能とし、そのボール９の移動範囲Ｌをボール９の球径Ｄに対し、Ｌ＝１．００６Ｄ〜１．１６５Ｄの範囲に規制しているため、ボール９はボール保持部１１の内周に対して非接触状態で転がり運動する。このため、誘起スラストの発生はきわめて小さく、振動、騒音の発生の少ないトリポード型等速ジョイントを得ることができる。
【００３６】
因みに、ボール保持部１１でのボール９の移動範囲を変更して誘起スラストを測定したところ、図１０に示す結果を得た。
【００３７】
誘起スラストの測定に際し、図１乃至図３に示すトリポード型等速自在継手の回転トルクＴをＴ＝３００Ｎ・ｍとし、回転数ＮをＮ＝１００ｒｐｍとして、外輪１に対するトリポード部材４の角度を変えて誘起スラスト３次成分を測定した。
【００３８】
上記の測定結果から明らかなように、ボール保持部１１でのボール９の移動範囲をボール球径の１．００６倍以上とすることによって誘起スラストの発生が少ないことを理解することができる。
【００３９】
なお、ボール９の移動範囲を必要以上に大きくすると、前述のように、ボール保持部１１でのボール９の停止が不安定となり、ボール９を保持する保持器１０の組込みが困難になる。
【００４０】
図４および図５においては、対向一対の外向き爪１１ｂおよび内向き爪１１ｃを折曲げによって形成したが、図６および図７に示すように、ポケット１１ａの外周部に対するポンチの打込みにより、その打込み位置より内側の部分を塑性変形させて外向き爪１１ｂおよび内向き爪１１ｃを形成するようにしてもよい。図中、１３はポンチの打込みに形成された窪みを示す。
【００４１】
図８および図９は、ボール保持部１１の他の例を示す。この例では、保持器１０の保持板部１０ｂにプレート１４を衝合して溶接等の手段により固着し、そのプレート１４と保持板部１０ｂの衝合部にポケット１５を形成し、そのポケット１５の内周を相反する方向に傾斜する二つの円錐面１６で形成し、その円錐面１６の大径端をボール９の球径より大径とすると共に小径端をボール９の球径より小径としてボール９を抜け止めし、２つの円錐面１６の小径端間においてボール９を移動自在とし、そのボール９の移動範囲をボール９の球径の１．００６倍乃至１．１６５倍の範囲としている。
【００４２】
なお、図９に示すポケット１５を長円状とし、その長円状ポケット１５内に複数のボールを収納するようにしてもよい。
【００４３】
実施形態ではレバー３１によって保持器の移動量をガイドブロック６の移動量の１／２とする移動規制手段３０を示したが、移動量規制手段３０はこれに限定されるものではない。例えば、特開２００２−２３５７６９号公報に記載されているように、トラック溝の外壁面とガイドブロックの外面にガイドブロックの移動方向に長く延びて逆向きに傾斜する傾斜溝を設け、保持器にはその移動方向と直交する方向に長く延びるガイド孔を形成し、そのガイド孔に沿って移動可能なボールを上記二つの傾斜溝の交差部に収容するようにしたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態を示す縦断正面図
【図２】図１の一部切欠左側面図
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図
【図４】保持器の正面図
【図５】図４に示す保持器のボール保持部の拡大断面図
【図６】保持器の他の例を示す正面図
【図７】図６に示す保持器のボール保持部の拡大断面図
【図８】保持器のさらに他の例を示す正面図
【図９】図８に示す保持器のボール保持部の拡大断面図
【図１０】図１に示すトリポード型等速自在継手の誘起スラストの測定結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００４５】
１      外輪
２      トラック溝
３      軌道溝
４      トリポード部材
５      脚軸
６      ガイドブロック
８      軌道溝
９      ボール
１０    保持器
１１    ボール保持部
１１ａ  ポケット
１１ｂ  外向き爪
１１ｃ  内向き爪
１２    すきま
１５    ポケット
１６    円錐面
３０    移動量規制手段
【図１】
2006200631.tif 000003
【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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