(57)【要約】【課題】  多孔質固形潤滑剤を使用せず、継手内部の摺動部位での潤滑性の向上を図る。【解決手段】  外側継手部材と、その外側継手部材との間でローラ１３を介して角度変位および軸方向変位を許容しながら回転トルクを伝達するトリポード部材１２とを備え、そのトリポード部材１２は、径方向に突出する脚軸１９を有し、脚軸１９に針状ころ２４を介してローラ１３を回転自在に支持したトリポード型等速自在継手であって、脚軸１９の付け根部２５の肩面３７と、針状ころ２４を位置規制するインナワッシャ２７の外周面３８と、ローラ１３の径方向内側端面３９とに、多数の繊維が植設された植毛部３３〜３５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】
外側継手部材と、前記外側継手部材との間でローラを介して角度変位および軸方向変位を許容しながら回転トルクを伝達するトリポード部材とを備え、前記トリポード部材は、径方向に突出する脚軸を有し、前記脚軸に針状ころを介して前記ローラを回転自在に支持したトリポード型等速自在継手であって、
前記脚軸、針状ころおよびローラからなるアッセンブリ体の径方向内側部位の表面に、繊維材、軟質発泡材または軟質樹脂材からなる柔軟性構造体を形成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】
前記アッセンブリ体の径方向内側部位は、脚軸の付け根部の肩面と、針状ころを位置規制するインナワッシャの外周面と、ローラの径方向内側端面の３箇所で構成され、前記柔軟性構造体は、前記３箇所のうちの少なくとも１箇所に形成されている請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記柔軟性構造体は、前記アッセンブリ体の径方向内側部位の表面に対して垂直な状態で短繊維が植設された植毛部である請求項１又は２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記柔軟性構造体は、前記アッセンブリ体の径方向内側部位の表面に対して一定の角度に傾斜した状態で短繊維が植設された植毛部である請求項１又は２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、自動車や各種産業機械などの動力伝達系、特に、自動車用のドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれるトリポード型等速自在継手に関する。
【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には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、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得る構造を備えている。
【０００３】
エンジンから車輪に動力を伝達するドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要がある。そのため、ドライブシャフトは、一般的に、エンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をシャフトで連結した構造を具備する。
【０００４】
このドライブシャフトを構成する摺動式等速自在継手の一つに、トルク伝達部材としてローラを用いたトリポード型等速自在継手（ＴＪ）がある（例えば、特許文献１の図３参照）。
【０００５】
このトリポード型等速自在継手は、カップ状の外側継手部材と、その外側継手部材との間でローラを介して角度変位を許容しながら回転トルクを伝達する内側継手部材であるトリポード部材とを備えている。トリポード部材は、径方向に突出した脚軸を有し、その脚軸に針状ころを介してローラが回転自在に支持されている。
【０００６】
以上の構成からなるトリポード型等速自在継手は、トリポード部材、針状ころおよびローラからなる内部部品が外側継手部材に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。
【０００７】
特許文献１で開示されたトリポード型等速自在継手は、外側継手部材の内部空間に収容された内部部品を多孔質固形潤滑剤で覆った構造を具備する。この多孔質固形潤滑剤により、継手作動時において、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３１５５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１で開示された従来のトリポード型等速自在継手では、外側継手部材に収容された内部部品を多孔質固形潤滑剤で覆った構造を採用することにより、継手作動時において、継手内部の摺動部位、つまり、外側継手部材に対して角度変位および軸方向変位する内部部品の潤滑性を確保するようにしている。
【００１０】
しかしながら、この種の等速自在継手では、継手作動時、外側継手部材に対して角度変位および軸方向変位する内部部品の動きが大きいため、多孔質固形潤滑剤が内部部品の動きに追従しきれずに潰れてしまう可能性がある。その結果、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保することが困難となるおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、多孔質固形潤滑剤を使用せず、継手内部の摺動部位での潤滑性の向上を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】
【００１２】
本発明に係るトリポード型等速自在継手は、外側継手部材と、その外側継手部材との間でローラを介して角度変位および軸方向変位を許容しながら回転トルクを伝達するトリポード部材とを備え、そのトリポード部材は、径方向に突出する脚軸を有し、その脚軸に針状ころを介してローラを回転自在に支持した構造を具備する。
【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、脚軸、針状ころおよびローラからなるアッセンブリ体の径方向内側部位の表面に、繊維材、軟質発泡材または軟質樹脂材からなる柔軟性構造体を形成したことを特徴とする。
【００１４】
本発明では、脚軸、針状ころおよびローラからなるアッセンブリ体の径方向内側部位の表面に柔軟性構造体を形成したことにより、継手作動時の遠心力により、アッセンブリ体の径方向外側部位へグリース等の潤滑剤が移動しようとしても、アッセンブリ体の径方向内側部位に潤滑剤が柔軟性構造体によって保持される。
【００１５】
このことから、アッセンブリ体の径方向内側部位において、潤滑剤の保持力の向上により潤滑性が向上し、潤滑剤量の削減および耐久性の向上が可能となる。
【００１６】
本発明におけるアッセンブリ体の径方向内側部位は、脚軸の付け根部の肩面と、針状ころを位置規制するインナワッシャの外周面と、ローラの径方向内側端面の３箇所で構成されていることが望ましい。その場合、柔軟性構造体は、３箇所のうちの少なくとも１箇所に形成されていればよい。
【００１７】
このような構造を採用すれば、継手作動時の遠心力により、アッセンブリ体の径方向外側へ潤滑剤が移動しようとしても、アッセンブリ体の径方向内側部位に潤滑剤を柔軟性構造体によって保持する機能が効率よく発揮される。
【００１８】
本発明における柔軟性構造体は、アッセンブリ体の径方向内側部位の表面に対して垂直な状態で短繊維が植設された植毛部である構造が望ましい。この構造は、静電植毛により実現することが可能である。
【００１９】
このような構造を採用すれば、アッセンブリ体の径方向内側部位の表面に対して、多量の短繊維を短時間で密に植毛することができる。
【００２０】
本発明における柔軟性構造体は、アッセンブリ体の径方向内側部位の表面に対して一定の角度に傾斜した状態で短繊維が植設された植毛部である構造が望ましい。この構造は、静電吹付け植毛により実現することが可能である。
【００２１】
このような構造を採用すれば、吹付けしない静電植毛と比べて植毛密度を減少させることで、少量の短繊維で広い面積を覆うことができる。その結果、より多くの潤滑剤を保持でき、短繊維量の削減と時間短縮によるコスト低減が図れる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、継手作動時の遠心力により、アッセンブリ体の径方向外側部位へグリース等の潤滑剤が移動しようとしても、アッセンブリ体の径方向内側部位に潤滑剤が柔軟性構造体によって保持される。このことから、アッセンブリ体の径方向内側部位において、潤滑剤の保持力の向上により潤滑性が向上し、潤滑剤量の削減および耐久性の向上が可能となる。その結果、高品質で長寿命の等速自在継手を提供でき、等速自在継手のコスト低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態で、トリポード部材の脚軸、針状ころおよびローラを示す要部拡大断面図である。
【図２】図１のトリポード部材の脚軸を示す断面図である。
【図３】図１のインナワッシャを示す平面図である。
【図４】図１のローラを示す断面図である。
【図５】トリポード型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図６】図５のＸ矢視図である。
【図７】静電植毛の概略要領を説明するための構成図である。
【図８】（Ａ）は静電植毛により形成された植毛部の拡大断面図、（Ｂ）は静電吹付け植毛により形成された植毛部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係るトリポード型等速自在継手（以下、単に等速自在継手と称す）の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。この実施形態の特徴的な構成を説明する前に等速自在継手の全体構成を説明する。
【００２５】
以下の実施形態では、シングルローラタイプの等速自在継手を例示する。本発明は、シングルローラタイプ以外に、作動時の低振動化を可能としたダブルローラタイプの等速自在継手にも適用可能である。
【００２６】
図５および図６は、等速自在継手の全体構成を示す。図５は、継手の軸線に対する縦断面図、図６は、図５のＸ矢視図である（図６では一つのローラ１３のみを断面で示し、また、シャフト２１を抜いた状態を示す）。
【００２７】
この実施形態の等速自在継手は、図５および図６に示すように、カップ状の外側継手部材１１と、トリポード部材１２と、３個のローラ１３とを備えている。外側継手部材１１の内部には、トリポード部材１２とローラ１３からなる内部部品１４が軸方向摺動自在に収容されている。
【００２８】
外側継手部材１１は、軸方向に延びる３本の直線状トラック溝１５が円筒状内周面１６の円周方向３箇所に等間隔で形成されている。各トラック溝１５は、その内側両壁に互いに対向する一対のローラ案内面１７を有する。ローラ案内面１７は円弧状断面を有し、外側継手部材１１の軸線方向に直線状に延びる。
【００２９】
トリポード部材１２は、円筒状をなすボス１８の外周面に３本の脚軸１９が円周方向等間隔（１２０°間隔）で放射状に一体形成されている。脚軸１９は、先端がトラック溝１５の底部付近まで半径方向に延在し、外周面は一般的に円筒面とされている。ボス１８の軸孔２０にシャフト２１の軸端部２２がスプライン嵌合により結合され、止め輪２３によりトリポード部材１２に対して抜け止めされている。
【００３０】
外側継手部材１１のローラ案内面１７と脚軸１９の外周面との間に針状ころ２４を介してローラ１３が回転自在に配設される。ローラ１３の外周面は縦断面円弧状とされ、ローラ案内面１７とアンギュラ接触により二箇所で接触する場合と、サーキュラ接触により一箇所で接触する場合がある。ローラ１３の内周面は円筒状に形成されている。
【００３１】
ローラ１３と脚軸１９との間に、複数の針状ころ２４が、保持器のない、いわゆる単列総ころ状態で配設されている。脚軸１９の外周面は針状ころ２４の内側転動面を構成し、ローラ１３の内周面は針状ころ２４の外側転動面を構成している。
【００３２】
針状ころ２４は、脚軸１９の付け根部２５に外嵌されたインナワッシャ２７と半径方向内側で接すると共に、脚軸１９の先端部に外嵌されたアウタワッシャ２８と半径方向外側で接している。これにより、針状ころ２４は、脚軸１９に対して軸方向移動が規制されている。アウタワッシャ２８は、脚軸１９の環状溝２９に止め輪３０を嵌合させることにより抜け止めされている。
【００３３】
以上の構成からなる等速自在継手では、トリポード部材１２の脚軸１９と外側継手部材１１のローラ案内面１７とがローラ１３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。
【００３４】
また、ローラ１３が脚軸１９に対して回転しながらローラ案内面１７上を転動することにより、外側継手部材１１とトリポード部材１２との間の相対的な軸方向変位や角度変位が許容される。
【００３５】
この種の等速自在継手では、外側継手部材１１の内部空間にグリース等の潤滑剤（図示せず）を封入することにより、継手作動時において、継手内部の摺動部位、つまり、外側継手部材１１、トリポード部材１２、針状ころ２４およびローラ１３の各構成部品の摺動部位での潤滑性を確保する。
【００３６】
また、この等速自在継手は、継手内部に封入された潤滑剤の漏洩を防止すると共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材１１の開口部とシャフト２１との間に、樹脂製あるいはゴム製の蛇腹状ブーツ３１を装着した構造を具備する。
【００３７】
この実施形態における等速自在継手の全体構成は、前述のとおりであるが、この実施形態における等速自在継手の特徴的な構成について、以下に詳述する。
【００３８】
ところで、等速自在継手のコスト低減を目的としてグリース等の潤滑剤量を削減する場合、トリポード部材１２の脚軸１９、針状ころ２４およびローラ１３からなるアッセンブリ体の潤滑性を考慮する必要がある。つまり、継手作動時の遠心力により、潤滑剤がアッセンブリ体の径方向外側部位へ移動し、潤滑剤をアッセンブリ体３２（図１参照）の径方向内側部位に保持することが困難となる。
【００３９】
そこで、この実施形態の等速自在継手では、図１に示すように、トリポード部材１２の脚軸１９、針状ころ２４およびローラ１３からなるアッセンブリ体３２の径方向内側部位３６の表面に、繊維材、軟質発泡材または軟質樹脂材からなる柔軟性構造体、例えば、多数の繊維が植設された植毛部３３〜３５を形成する。
【００４０】
このように、脚軸１９、針状ころ２４およびローラ１３からなるアッセンブリ体３２の径方向内側部位３６の表面に植毛部３３〜３５を形成したことにより、継手作動時の遠心力により、アッセンブリ体３２の径方向外側部位へグリース等の潤滑剤が移動しようとしても、アッセンブリ体３２の径方向内側部位３６の植毛部３３〜３５に潤滑剤が付着して保持される。
【００４１】
このことから、アッセンブリ体３２の径方向内側部位３６において、潤滑剤の保持力の向上により潤滑性が向上し、潤滑剤量の削減および耐久性の向上が可能となる。その結果、高品質で長寿命の等速自在継手が提供でき、等速自在継手のコスト低減が図れる。
【００４２】
また、等速自在継手の外側継手部材１１に封入される潤滑剤の量を削減できることから、継手作動時、高速回転するブーツ３１の触れ回り（回転変形量）を低減することができる。その結果、等速自在継手において良好な作動性を確保することができる。
【００４３】
アッセンブリ体３２の径方向内側部位３６は、脚軸１９の付け根部２５の肩面３７（図２参照）と、針状ころ２４を位置規制するインナワッシャ２７の外周面３８（図３参照）と、ローラ１３の径方向内側端面３９（図４参照）の３箇所で構成されている。
【００４４】
なお、この実施形態では、脚軸１９の付け根部２５の肩面３７と、インナワッシャ２７の外周面３８と、ローラ１３の径方向内側端面３９の３箇所に植毛部３３〜３５を形成した場合を例示しているが、前述した３箇所のうち、いずれか１箇所または２箇所に形成してもよい。
【００４５】
植毛部３３〜３５は、アッセンブリ体３２の径方向内側部位３６の表面、つまり、脚軸１９の付け根部２５の肩面３７、インナワッシャ２７の外周面３８、およびローラ１３の径方向内側端面３９に短繊維４１（図７参照）を植設することにより形成される。
【００４６】
その植毛方法としては、静電植毛や静電吹付け植毛を採用することができる。これらの方法は、脚軸１９の付け根部２５の肩面３７、インナワッシャ２７の外周面３８、およびローラ１３の径方向内側端面３９に、多量の繊維を短時間で密に植毛することができる点で好ましい。
【００４７】
静電植毛は、接着剤塗布工程、静電植毛工程、乾燥工程、仕上げ工程等がある。静電植毛工程を図７に示す。静電植毛では、植毛対象物である脚軸１９の付け根部２５の肩面３７、インナワッシャ２７の外周面３８、およびローラ１３の径方向内側端面３９に接着剤の塗布により接着層４０を形成する。そして、高電圧電極４２により静電界を作り、その静電吸引力で短繊維４１を接着層４０に立毛させる。その後、接着層４０の接着剤を乾燥させる乾燥工程を行い、次に、除毛等を行う仕上げ加工を行うことになる。
【００４８】
静電植毛工程は、所定寸に切断された短繊維４１（表面に電解質や界面活性剤の被膜を形成したもの、すなわち、電着処理剤をコーティングしたもの）を高電圧電極４２の近傍に投入する。この投入で、クーロン力によって、短繊維４１は高電圧電極４２に引き付けられる。短繊維４１が高電圧電極４２に触れた瞬間に電極と同電位に帯電され、クーロン力によってはじかれる。短繊維４１は高い電位が付与されているので、アース側に向かって飛翔する。
【００４９】
この際、アース側の脚軸１９の付け根部２５の肩面３７、インナワッシャ２７の外周面３８、およびローラ１３の径方向内側端面３９には接着層４０が形成されているので、この接着層４０に短繊維４１が突き刺さることになる。
【００５０】
このようにして、短繊維４１が脚軸１９の付け根部２５の肩面３７、インナワッシャ２７の外周面３８、およびローラ１３の径方向内側端面３９に植設され、植毛部３３〜３５が脚軸１９の付け根部２５の肩面３７、インナワッシャ２７の外周面３８、およびローラ１３の径方向内側端面３９に形成される。
【００５１】
図８（Ａ）は、静電植毛により形成された植毛部３３〜３５を例示する。また、図８（Ｂ）は、静電吹付け植毛により形成された植毛部３３〜３５を例示する。
【００５２】
静電植毛では、図８（Ａ）に示すように、脚軸１９の付け根部２５の肩面３７、インナワッシャ２７の外周面３８、およびローラ１３の径方向内側端面３９に対して短繊維４１が垂直な状態で植設される。
【００５３】
これに対して、静電吹付け植毛では、図８（Ｂ）に示すように、短繊維４１が垂直に植毛される静電植毛と異なり、短繊維４１をエアで接着剤塗布面に吹き付けることで、脚軸１９の付け根部２５の肩面３７、インナワッシャ２７の外周面３８、およびローラ１３の径方向内側端面３９に対して短繊維４１が一定の角度に傾斜した状態で植設される。
【００５４】
このため、静電吹付け植毛によれば、吹付けしない静電植毛と比べて植毛密度を減少させることで、少量の短繊維４１で広い面積を覆うことができる。特に、植毛に保持される潤滑剤の量が多くなり、より効果的に滑り抵抗を低減できる。
【００５５】
植毛に用いられる短繊維４１としては、植毛用短繊維として使用可能であれば特に限定されず、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロンなどの合成樹脂繊維、（２）カーボン繊維、グラスファイバーなどの無機繊維、（３）レーヨン、アセテートなどの再生繊維や、綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維が挙げられる。
【００５６】
これらは単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。油による潤滑や溶解などが生じにくく化学的に安定であり、均質な繊維を多量に生産することができ、安価に入手することができる。そのため、前述の（１）〜（３）の中でも（１）の合成樹脂繊維を用いることが好ましい。
【００５７】
短繊維４１の形状としては、植毛部３３〜３５の形成箇所において、脚軸１９の付け根部２５の肩面３７、インナワッシャ２７の外周面３８、およびローラ１３の径方向内側端面３９で相互に干渉しない形状であれば特に限定されない。具体的な形状としては、例えば、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ０．５〜５０デシテックスのものが好ましく、植毛部３３〜３５の短繊維４１の密度としては、植毛した面積あたりに繊維の占める割合が１０〜３０％が好ましい。
【００５８】
短繊維４１の形状としてストレートやベンド（先端部が曲がった形状）があり、断面形状は円形や多角形状がある。ベンド形状ではストレート形状と比較して潤滑剤をより強く保持することができる。断面多角形状の短繊維４１を利用することで、断面円形よりも大きな表面積とすることができ、潤滑剤の表面張力を大きくすることができる。それぞれの特性に合わせて、短繊維４１の形状を選定することが好ましい。
【００５９】
接着層４０としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００６０】
なお、以上の実施形態では、柔軟性構造体を繊維材で構成した場合、つまり、多数の短繊維４１が植設された植毛部３３〜３５について説明したが、柔軟性構造体を軟質発泡材または軟質樹脂材で構成してもよい。その場合、柔軟性構造体を脚軸１９の付け根部２５の肩面３７、インナワッシャ２７の外周面３８、およびローラ１３の径方向内側端面３９に接着剤などにより固定すればよい。
【００６１】
軟質発泡材としては、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、フェノール、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂や、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴムなどのゴムを発泡したものが挙げられる。軟質樹脂材としては、コルク材、ゴム板材、ポリエチレンや塩化ビニルなどの軟質シートが挙げられる。
【００６２】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００６３】
１１  外側継手部材
１２  トリポード部材
１３  ローラ
１９  脚軸
２４  針状ころ
２５  付け根部
２７  インナワッシャ
３２  アッセンブリ体
３３〜３５  柔軟性構造体（植毛部）
３６  径方向内側部位
３７  脚軸の付け根部の肩面
３８  インナワッシャの外周面
３９  ローラの径方向内側端面
４１  短繊維
【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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