(57)【要約】【課題】  ローラの回転方向ガタによる異音の発生を防止すると共に、ローラの転がり抵抗の増大による耐久性の低下やＮＶＨ性能の低下を回避する。【解決手段】  外側継手部材１１と、その外側継手部材１１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、その脚軸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と針状ころ２４の端面２７との間にインナワッシャ２６を配設し、ローラ１３を脚軸１９の軸方向外側へ弾性的に付勢するばね部３１をインナワッシャ２６の外周に設ける。【選択図】  図１
2019100492.tif 000002
【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するトリポード型等速自在継手であって、
前記脚軸の付け根部と前記針状ころの端面との間にインナワッシャを配設し、前記ローラを前記脚軸の軸方向外側へ弾性的に付勢するばね部を前記インナワッシャの外周に設け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】
前記ばね部は、前記インナワッシャの周方向複数箇所に等間隔で一体的に設けられている請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
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、前記脚軸に回転自在に支持された前記ローラが前記外側継手部材のローラ案内面上を転動するトリポード型等速自在継手であって、
前記ローラの外周面に環状凹溝を形成し、前記外側継手部材のローラ案内面に当接するＯリングを前記環状凹溝に嵌着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４】
前記Ｏリングのローラ外周面からの突出量は、前記ローラと前記ローラ案内面との間の隙間の１／２以上とした請求項３に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記環状凹溝の深さを前記Ｏリングの線径の１／２以上とした請求項３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】
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】
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１参照）。
【０００５】
このトリポード型等速自在継手は、外側継手部材であるチューリップと、そのチューリップ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とを備え、ローラおよびトリポードからなる内部部品がチューリップに軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。
【０００６】
特許文献１で開示されたトリポード型等速自在継手のトリポードは、径方向に突出した脚軸であるトラニオンを有し、そのトラニオンに針状ころであるニードルベアリングを介してローラが回転自在に支持されている。
【０００７】
トラニオンとローラとの間に介在するニードルベアリングは、トラニオンの付け根部に外嵌されたインナワッシャであるスラストリングと半径方向内側で接すると共に、トラニオンの先端部に外嵌されたアウタワッシャであるニードルリテーナと半径方向外側で接している。
【０００８】
このニードルリテーナは、トラニオンの先端部に形成された環状溝に止め輪であるスナップリングを嵌合させることにより抜け止めされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開昭５５−６８７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、この種のトリポード型等速自在継手において、ローラの外周面は球形状であり、そのローラの転動面であるチューリップのローラ溝はローラの外周面形状に倣った形状となっている。また、チューリップのローラ溝は鍛造成形された後に熱処理により硬化層が設けられて耐久性を確保するようにしている。
【００１１】
以上のことから、チューリップのローラ溝には、鍛造成形の精度と熱処理による変形を考慮し、比較的大きな寸法公差が必要となる。そのため、ローラとローラ溝との間に隙間が生じ、この隙間によりローラの回転方向ガタに起因する異音（ガタ打ち音）が発生する場合がある。
【００１２】
この問題を解消するため、前述の特許文献１で開示された等速自在継手は、ニードルリテーナのリテーナ部に耳部を設けた構造を具備する。この耳部の弾性力により、ローラをトラニオン軸方向内側へ弾性的に付勢するようにしている。
【００１３】
これにより、ローラとローラ溝との間の隙間をなくし、ローラをローラ溝に密着させるようにしている。このようにして、ローラの回転方向ガタに起因する異音の発生を防止している。
【００１４】
しかしながら、この特許文献１の等速自在継手では、ジョイントの作動時に遠心力によりローラがトラニオン軸方向外側に寄せられる力を受ける。そのため、回転トルクの無負荷状態などの場合において、ローラをトラニオン軸方向内側へ付勢する耳部の弾性力が遠心力に負けてガタが発生する可能性がある。
【００１５】
この遠心力に負けないように、遠心力よりも大きな耳部の弾性力でローラをトラニオン軸方向内側へ付勢した場合、ローラとローラ溝との間の摩擦力や、ニードルリテーナの耳部とローラとの間の摩擦力により、ローラの転がり抵抗が増大し、耐久性の低下やＮＶＨ性能の低下を招来するおそれがある。
【００１６】
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、ローラの回転方向ガタによる異音の発生を防止すると共に、ローラの転がり抵抗の増大による耐久性の低下やＮＶＨ性能の低下を回避し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】
【００１７】
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た構造を具備する。
【００１８】
本発明におけるトリポード部材は、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。
【００１９】
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、脚軸の付け根部と針状ころの端面との間にインナワッシャを配設し、ローラを脚軸の軸方向外側へ弾性的に付勢するばね部をインナワッシャの外周に設けたことを特徴とする。
【００２０】
本発明では、インナワッシャのばね部により、回転トルクの無負荷状態であっても、ローラを脚軸の軸方向外側へ弾性的に付勢することで、ローラと外側継手部材のローラ案内面との間に隙間があっても、その隙間を詰めてローラをローラ案内面に常に接触させることができる。
【００２１】
その結果、ローラの回転方向ガタによる異音の発生を防止すると共に、ローラの転がり抵抗の増大による耐久性の低下やＮＶＨ性能の低下を回避することができる。
【００２２】
本発明におけるばね部は、インナワッシャの周方向複数箇所に等間隔で一体的に設けられている構造が望ましい。
【００２３】
このような構造を採用すれば、ローラを周方向で均等に弾性的に付勢することができると共に、部品点数の削減を図ることができる。
【００２４】
また、本発明におけるトリポード部材は径方向に突出する脚軸を有し、脚軸に回転自在に支持されたローラが外側継手部材のローラ案内面上を転動する構造を具備する。
【００２５】
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、ローラの外周面に環状凹溝を形成し、外側継手部材のローラ案内面に当接するＯリングを環状凹溝に嵌着させたことを特徴とする。
【００２６】
本発明では、ローラのＯリングを外側継手部材のローラ案内面に当接させることにより、ローラと外側継手部材のローラ案内面との間に隙間があっても、ローラのＯリングをローラ案内面に常に接触させることができる。
【００２７】
つまり、回転トルクの無負荷状態ではＯリングのみローラ案内面に接触する。また、回転トルクの負荷状態では、Ｏリングが弾性変形してＯリングとローラ外周面の両者がローラ案内面に接触してトルク伝達可能な状態となる。
【００２８】
その結果、ローラの回転方向ガタによる異音の発生を防止すると共に、ローラの転がり抵抗の増大による耐久性の低下やＮＶＨ性能の低下を回避することができる。
【００２９】
本発明において、Ｏリングのローラ外周面からの突出量は、ローラとローラ案内面との間の隙間の１／２以上とした構造が望ましい。
【００３０】
このような構造を採用すれば、ローラのＯリングをローラ案内面に確実に接触させることができる。
【００３１】
また、本発明において、環状凹溝の深さをＯリングの線径の１／２以上とした構造が望ましい。
【００３２】
このような構造を採用すれば、継手作動時にＯリングがローラの環状凹溝から抜脱することを抑制できる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、ローラと外側継手部材のローラ案内面との間に隙間があっても、ローラをローラ案内面に常に接触させることができる。これにより、ローラの回転方向ガタによる異音の発生を防止すると共に、ローラの転がり抵抗の増大による耐久性の低下やＮＶＨ性能の低下を回避することができる。
【００３４】
その結果、静粛性に優れ、長寿命で信頼性の高いトリポード型等速自在継手を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【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と外側継手部材を示す部分拡大断面図である。
【図２】図１のインナワッシャを示す平面図である。
【図３】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縦断面図である。
【図４】図３のＸ矢視図である。
【図５】本発明の他の実施形態で、トリポード部材の脚軸、針状ころおよびローラと外側継手部材を示す部分拡大断面図である。
【図６】図５のＡ部を示す要部拡大断面図である。
【図７】ローラ案内面に対するローラの接触状態を示す部分拡大断面図である。
【図８】図７のＢ部を示す要部拡大断面図である。
【図９】図７のＣ部を示す要部拡大断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態で、トリポード型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図１１】図１０のＹ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。
【００３７】
図３および図４は、自動車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であるトリポード型等速自在継手の全体構成を示す。図３は継手の軸線に対する縦断面図、図４は図３のＸ矢視図である（図４では一つのローラのみを断面で示す）。
【００３８】
この実施形態の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）は、カップ状の外側継手部材１１と、内側継手部材であるトリポード部材１２と、トルク伝達部材である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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
針状ころ２４は、脚軸２１の付け根部２５に外嵌されたインナワッシャ２６と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。アウタワッシャ２８は、脚軸１９の先端部に形成された環状溝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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
この実施形態の等速自在継手において、図１および図２に示すように、脚軸１９の付け根部２５と針状ころ２４の端面２７との間に配設されたインナワッシャ２６は、ローラ１３を脚軸１９の軸方向外側へ弾性的に付勢する矩形舌片状のばね部３１を有する。このばね部３１の弾性力は、継手作動時に作用する遠心力と同一方向に作用する。
【００４７】
このインナワッシャ２６のばね部３１は、インナワッシャ２６の周方向複数箇所（図では３箇所）に等間隔（１２０°間隔）で一体的に設けられている。なお、ばね部３１の数は３つ以外であってもよく、任意である。また、全周にばね部３１を設けてもよい。
【００４８】
ばね部３１は、脚軸１９の径方向外側へ延び、脚軸１９の軸方向に屈曲した形状をなすことから、ローラ１３の内側端面３２に当接して弾性力を付勢する。
【００４９】
ばね部３１は、脚軸１９の径方向外側に形成した屈曲部がトリポード部材１２のボス１８の肩部に当接しており、屈曲部から延びるばね部３１の先端がローラ１３の内側端面３２の外側寄り（ローラ１３の肉厚中心より外側）に当接している。
【００５０】
これにより、ボス１８の肩部に当接した屈曲部を起点にばね部３１の先端が弾性変形する。また、ばね部３１の先端の当接位置は、インナワッシャ２６と針状ころ２４の端面２７との当接位置よりも脚軸１９の軸方向外側に位置している。
【００５１】
なお、インナワッシャ２６のばね部３１がない外周は、図示省略したが、その先端がボス１８の肩部とは非接触で隙間がある状態にしている。
【００５２】
この実施形態の等速自在継手では、インナワッシャ２６のばね部３１により、ローラ１３を脚軸１９の軸方向外側へ弾性的に付勢することで、ローラ１３と外側継手部材１１のローラ案内面１７との間に隙間３３があっても、その隙間３３を詰めてローラ１３をローラ案内面１７に常に接触させることができる。
【００５３】
つまり、回転トルクの無負荷状態（図１参照）では、ばね部３１の弾性力により、ローラ１３の外周面３４の図示上側端部が、ローラ案内面１７の図示上側寄りの部位で接触することで、ローラ１３の外周面３４と外側継手部材１１のローラ案内面１７との間の隙間３３が詰まる。これにより、ローラ１３の回転方向ガタによる異音の発生を防止することができる。
【００５４】
一方、回転トルクの負荷状態では、ばね部３１の弾性力が作用すると共に回転トルクも作用することから、インナワッシャ２６のばね部３１の弾性変形によりローラ１３の外周面全体がローラ案内面１７に密着するように、脚軸１９の軸方向でローラ１３の位置が自動調整される。
【００５５】
つまり、回転トルクの無負荷状態（図１参照）では、脚軸１９の軸方向でローラ１３の中心Ｐがローラ案内面１７の中心Ｑよりも図示上側にずれる。これに対して、回転トルクの負荷状態では、脚軸１９の軸方向でローラ１３の中心Ｐがローラ案内面１７の中心Ｑと一致するように図示下側へ軸方向移動する。
【００５６】
なお、回転トルクの無負荷時、ローラ１３の外周面３４の図示上側端部がローラ案内面１７に接触するが、サーキュラ接触あるいはアンギュラ接触のいずれの場合であっても、ローラ１３の外周面３４およびローラ案内面１７の曲率などを適宜設計することにより、ローラ１３の外周面３４の図示上側端部よりも内側部位をローラ案内面１７に接触させることができる。
【００５７】
このように、ローラ１３の外周面３４の図示上側端部よりも内側部位をローラ案内面１７に接触させることにより、ローラ１３におけるエッジ応力の発生を回避することができ、耐久性の向上が図れる。
【００５８】
また、ばね部３１の弾性力は継手作動時に作用する遠心力と同一方向に作用することから、従来のように、遠心力に対抗してばね部３１の弾性力を大きくする必要がない。その結果、ローラ１３の転がり抵抗の増大を招くことがなく、耐久性の低下やＮＶＨ性能の低下を回避することができる。
【００５９】
ばね部３１は、図２に示すように、インナワッシャ２６の周方向複数箇所（図では３箇所）に等間隔（１２０°間隔）で形成されているので、ローラ１３を周方向で均等に弾性的に付勢することができる。また、ばね部３１はインナワッシャ２６に一体的に形成されているので、部品点数の削減を図ることができる。
【００６０】
以上の実施形態では、ローラ１３の回転方向ガタを詰める手段として、インナワッシャ２６にばね部３１を設けた構造を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、図５および図６に示す他の実施形態のような構造であってもよい。
【００６１】
図１０および図１１は、他の実施形態における等速自在継手の全体構成を示す。図１０は継手の軸線に対する縦断面図、図１１は図１０のＹ矢視図である（図１１では一つのローラのみを断面で示す）。
【００６２】
なお、図１０および図１１において、図３および図４と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。この実施形態におけるインナワッシャ３５は、前述の実施形態におけるインナワッシャ２６と異なり、ばね部３１がない単純なリング状をなす。
【００６３】
図１０および図１１に示す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、ローラ１３の外周面３４に環状凹溝３６を形成し、その環状凹溝３６にＯリング３７を嵌着させた構造を具備する。Ｏリング３７は、外側継手部材１１のローラ案内面１７に当接する。
【００６４】
環状凹溝３６は、ローラ１３の外周面３４の軸方向端部に掛からないように形成されている。これにより、ローラ１３の強度が低下することを回避できる。
【００６５】
環状凹溝３６は、ローラ１３の外周面３４で軸方向外側と軸方向内側の２箇所に設けられている。これにより、２条のＯリング３７がローラ１３の外周面３４に配設される。
【００６６】
このように、２条のＯリング３７を配設することにより、回転トルクの無負荷時、ローラ１３のＯリング３７を外側継手部材１１のローラ案内面１７に安定した姿勢で接触させることができる。
【００６７】
この実施形態の等速自在継手では、ローラ１３のＯリング３７を外側継手部材１１のローラ案内面１７に当接させることにより、ローラ１３と外側継手部材１１のローラ案内面１７との間に隙間３３があっても、ローラ１３のＯリング３７をローラ案内面１７に常に接触させることができる。
【００６８】
ここで、Ｏリング３７のローラ外周面３４からの突出量は、ローラ１３とローラ案内面１７との間の隙間３３の１／２以上とする。これにより、ローラ１３のＯリング３７をローラ案内面１７に確実に接触させることができる。この突出量が隙間３３の１／２よりも小さいと、Ｏリング３７をローラ案内面１７に確実に接触させることが困難となる。
【００６９】
また、環状凹溝３６の深さをＯリング３７の線径の１／２以上とする。これにより、継手作動時にＯリング３７がローラ１３の環状凹溝３６から抜脱することを抑制できる。この深さがＯリング３７の線径の１／２よりも小さいと、Ｏリング３７が環状凹溝３６から抜脱し易くなる。
【００７０】
以上のようにして、ローラ１３の外周面３４の軸方向２箇所にＯリング３７を配設したことにより、Ｏリング３７がローラ案内面１７に接触することで、ローラ１３の外周面３４とローラ案内面１７との間のガタを詰める。
【００７１】
回転トルクの無負荷時には、Ｏリング３７によりローラ１３の外周面３４がローラ案内面１７に接触しない（図６参照）。そのため、ローラ１３の回転方向ガタによる異音が発生することはない。
【００７２】
回転トルクの負荷時には、図７および図８に示すように、回転トルクの負荷側でＯリング３７が弾性変形してローラ１３の外周面３４がローラ案内面１７に接触する。一方、回転トルクの非負荷側では、図７および図９に示すように、Ｏリング３７およびローラ１３の外周面３４はローラ案内面１７に接触しない。
【００７３】
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】
【００７４】
１１  外側継手部材
１２  トリポード部材
１３  ローラ
１７  ローラ案内面
１９  脚軸
２４  針状ころ
２５  付け根部
２６  インナワッシャ
２７  端面
３１  ばね部
３４  外周面
３６  環状凹溝
３７  Ｏリング
【図１】
2019100492.tif 000003
【図２】
2019100492.tif 000004
【図３】
2019100492.tif 000005
【図４】
2019100492.tif 000006
【図５】
2019100492.tif 000007
【図６】
2019100492.tif 000008
【図７】
2019100492.tif 000009
【図８】
2019100492.tif 000010
【図９】
2019100492.tif 000011
【図１０】
2019100492.tif 000012
【図１１】
2019100492.tif 000013