(57)【要約】【課題】  構造が簡単で、安価なトリポード型自在継手を提供する。【解決手段】  回転トルクが入出力される二軸のうちの一方の軸１０に、三個の転動体３０を軸中心から転動体中心まで等距離となるように円周方向等配に保持すると共に、各転動体３０を軸方向および円周方向に位置規制した状態で転動自在に保持する三つの保持溝１６を設け、前記二軸のうちの他方の軸に、その円周方向で対向して前記各転動体３０と接触することによりトルクを伝達する転走面２８を持つ三つの案内溝２６を軸方向に沿って設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転トルクが入出力される二軸のうちの一方の軸に、三個の転動体を軸中心から転動体中心まで等距離となるように円周方向等配に保持すると共に、各転動体を軸方向および円周方向に位置規制した状態で転動自在に保持する三つの保持溝を設け、前記二軸のうちの他方の軸に、その円周方向で対向して前記一方の軸に保持された各転動体と接触することによりトルクを伝達する転走面を持つ三つの案内溝を軸方向に沿って設けたことを特徴とするトリポード型自在継手。
【請求項２】
前記転動体はボールである請求項１に記載のトリポード型自在継手。
【請求項３】
前記一方の軸の保持溝は、軸方向の片側に開放し、その開放端部に設けられたストッパ部により転動体を軸方向に位置規制した請求項１又は２に記載のトリポード型自在継手。
【請求項４】
前記他方の軸の案内溝は、軸線に沿って平行でその軸線と直交する断面で凹曲面形状をなす転走面を有し、その転走面と転動体との間に、転動体の径方向移動を許容するすきまを設けた請求項１又は２に記載のトリポード型自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機、船舶や各種産業機械などの動力伝達部への使用に好適なトリポード型自在継手に関する。
【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摺動式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、回転トルクを等速で伝達する時、角度変位および軸方向の相対変位を許容することができる構造を備えている。
【０００３】
一般的に、トリポード型等速自在継手は、内周面に三本のトラック溝が軸方向に形成され、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輪と、ボス部の外径に半径方向に突出した三本の脚軸を設けたトリポード部材と、そのトリポード部材の脚軸と外輪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（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、他の摺動式等速自在継手としてトリボール型等速自在継手がある。このトリボール型等速自在継手は、外周面に三本のトラック溝が軸方向に形成された中心軸を有し、内周面に中心軸のトラック溝と対をなすトラック溝が軸方向に形成された外輪と、その外輪のトラック溝と中心軸のトラック溝との間に介在した三個のボールと、外輪とその中心軸との間に配置され、ボールをポケットに収容したトルクチューブとで主要部が構成されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２３２６９７号公報
【特許文献２】特開昭４８−１６４７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、前述したトリポード型等速自在継手では、外輪の内周面に形成されたトラック溝のローラ案内面と、その外輪のローラ案内面とトリポード部材の脚軸との間に回転自在に収容されたローラの外周面を転走面としており、それぞれの寸法精度や面粗さ精度を適正値とするために高価な加工を必要とする。その結果、製品のコストアップを招くという問題があった。
【０００６】
一方、トリボール型等速自在継手では、外輪の中心軸の外周面にボール転送面となるトラック溝が形成されると共に、外輪の内周面にボール転走面となるトラック溝が形成されており、外輪には、軸方向変位を吸収するため、軸方向のトラック溝がボールのスライド量分だけ突出している形状となることから、成形性が悪くて加工が非常に困難となって製品のコストアップを招くことになる。
【０００７】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、構造が簡単で、安価なトリポード型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】
【０００８】
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、回転トルクが入出力される二軸のうちの一方の軸に、三個の転動体を軸中心から転動体中心まで等距離となるように円周方向等配に保持すると共に、各転動体を軸方向および円周方向に位置規制した状態で転動自在に保持する三つの保持溝を設け、二軸のうちの他方の軸に、その円周方向で対向して一方の軸に保持された各転動体と接触することによりトルクを伝達する転走面を持つ三つの案内溝を軸方向に沿って設けたことを特徴とする。なお、転動体としては、ボールが好適である。
【０００９】
本発明では、三個の転動体を軸中心から転動体中心まで等距離となるように円周方向等配に保持すると共に、各転動体を軸方向および円周方向に位置規制した状態で転動自在に保持する三つの保持溝を設けた一方の軸に対して、他方の軸は、円周方向で対向して一方の軸に保持された各転動体と接触する転走面を持つことから、転動体の径方向移動や転動体中心周りの回転方向移動が可能となり、また、前述の転走面を持つ案内溝を軸方向に沿って形成したことにより、この軸方向に延びる案内溝上を転動体が軸方向に移動することが可能となり、トリポード型自在継手の特徴である軸心の移動と軸方向のスライドを可能にしている。さらに、前述の転走面にその円周方向から転動体を接触させることから、二軸間でトルクを伝達することが可能なトリポード型自在継手を実現することができる。
【００１０】
前述の構成において、一方の軸の保持溝は、軸方向の片側に開放し、その開放端部に設けられたストッパ部により転動体を軸方向に位置規制した構造が望ましい。このようにすれば、保持溝に収容された転動体がストッパ部に当接することにより、その転動体の軸方向位置を簡単な手段により規制することができる。なお、このストッパ部としては、一方の軸と一体構造あるいは別体構造のいずれであってもよい。
また、前述の構成において、他方の軸の案内溝は、軸線に沿って平行で凹曲面形状をなす転走面を有し、その転走面と転動体との間に、転動体の径方向移動を許容するすきまを設けた構造が望ましい。このようにすれば、転走面と転動体との間の接触圧力の低減化が図れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転トルクが入出力される二軸のうちの一方の軸に、三個の転動体を軸中心から転動体中心まで等距離となるように円周方向等配に保持すると共に、各転動体を軸方向および円周方向に位置規制した状態で転動自在に保持する三つの保持溝を設け、二軸のうちの他方の軸に、その円周方向で対向して一方の軸に保持された各転動体と接触することによりトルクを伝達する転走面を持つ三つの案内溝を軸方向に沿って設けたことにより、回転トルクを伝達する時、角度変位および軸方向変位を許容することができるトリポード型自在継手を、部材の簡単な加工で構成することができ、安価で軽量コンパクトなトリポード型自在継手を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下で詳述する本発明の実施形態では、二軸間の等速性を維持し得るトリポード型等速自在継手を例示する。
【００１３】
図１は実施形態におけるトリポード型等速自在継手の全体構成を示し、図２は図１のＡ矢視図である。この実施形態のトリポード型等速自在継手は、回転トルクが入出力される同軸配置の二軸１，２、つまり、図中右側に位置する一方の軸１０（以下、第一軸と称す）と、図中左側に位置する他方の軸２０（以下、第二軸と称す）と、第一軸１０と第二軸２０との間に配置された転動体としてのボール３０とで主要部が構成されている。なお、図１では、第一軸１０の軸線から上半分を断面で示している。また、第二軸２０の先端部分（図中右側部分）を図示省略して二点鎖線で示している。
【００１４】
第一軸１０は、軸部１２から第二軸２０側へ向けて一体的に延在させた三つのボール保持部１４を有する（図３および図４参照）。このボール保持部１４は、軸部１２の軸端から径方向に拡径して円周等配位置（１２０°間隔位置）に配設されている。各ボール保持部１４の先端部には、ボール３０が転動自在に収容され、第二軸２０側に開口した保持溝１６が凹設されている。
【００１５】
この保持溝１６は、径方向の内側と外側に、ボール径に近似する曲率半径を有する円弧形状のボール保持面１８が形成されている（図４参照）。このボール保持面１８の曲率半径は、ボール径と同一かあるいはそのボール径よりも若干大きい目に設定することが望ましい。径方向内側に位置するボール保持面１８と径方向外側に位置するボール保持面１８とは、径方向で対向配置され、軸方向に平行に延びるように形成されている。
【００１６】
保持溝１６の二つのボール保持面１８間にボール３０を収容した状態でストッパ４０をボール保持部１４に装着することにより、第一軸１０のボール保持部１４にボール３０を軸方向および円周方向に位置規制した状態で保持する。ストッパ４０は、ボール保持部１４に対応させて円周方向等配位置（１２０°間隔位置）で放射状に延びる帯板状をなす（図２参照）。これに対して、ボール保持部１４の保持溝１６の径方向外側内周面に、円周方向に延びる凹溝１１が形成されている。このストッパ４０の径方向放射状に延びる先端部４２を保持溝１６の凹溝１１に係止させることにより、ストッパ４０をボール保持部１４に装着している。
【００１７】
なお、この実施形態では、ストッパ４０によりボール３０を軸方向に位置規制した状態、つまり、ボール３０が軸方向に移動することができないようにしているが、ボール保持部１４の保持溝１６の軸方向寸法を例えば３ｍｍ以下で延在させることにより、その保持溝１６でボール３０が軸方向に３ｍｍ以下で移動可能とすることも可能である。
【００１８】
このようにすれば、自動車のドライブシャフトのインボード側に配置される摺動式等速自在継手として適用した場合、第一軸１０の軸部１２が連結されるディファレンシャルギヤから入力される軸方向の振動変位（通常、最大約３ｍｍ）に対応することが可能となる。つまり、この振動変位の範囲内で、第一軸１０と第二軸２０との間に配置されたボール３０がその転がり挙動でもって振動変位を吸収することができ、低スライド抵抗化が図れて自動車の低振動化を実現できる。
【００１９】
第二軸２０は、軸部２２から第一軸１０側へ向けて一体的に延在させた三つのボール案内部２４を有する（図５および図６参照）。このボール案内部２４は、軸部２２の軸端から径方向に拡径して円周等配位置（１２０°間隔位置）に配設され、第一軸１０の各ボール保持部１４間に挿入配置されている。各ボール案内部２４間には、その軸方向に延びる三つの案内溝２６が形成されている。各案内溝２６は、円周方向で対向して第一軸１０のボール保持部１４により保持された各ボール３０と接触することによりトルクを伝達する転走面２８を有する。この案内溝２６で対をなす転走面２８は、径方向に延びる平行な平坦面で構成されており、転動体の径方向移動と転動体中心周りの回転方向移動が可能となっている。
【００２０】
また、前述した軸部２２は中空状とし、この軸部２２の端部（図示せず）に他の等速自在継手が連結される。なお、このように軸部２２を中空状とすれば、ドライブシャフトを構成する中空状中間軸の端部を、前述のボール案内部２４のように成形することで、容易に中間軸と一体化することができ、安価で高剛性化を図るドライブシャフトに対応することができる。
【００２１】
この実施形態の等速自在継手では、三個のボール３０を軸中心から転動体中心まで等距離となるように円周方向等配に保持すると共に、各ボール３０を軸方向および円周方向に位置規制した状態で転動自在に保持する三つの保持溝１６を設けた第一軸１０に対して、第二軸２０は、円周方向で対向して各ボール３０と接触する転走面２８を持つことから、ボール３０の径方向移動やボール中心周りの回転方向移動が可能となり、また、前述の転走面２８を持つ案内溝２６を軸方向に沿って形成したことにより、この軸方向に延びる第二案内溝２６上をボール３０が軸方向に移動することが可能となり、トリポード型自在継手の特徴である軸心の移動と軸方向のスライドを可能にしている。さらに、前述の転走面２８にその円周方向からボール３０を接触させることから、二軸間でトルクを伝達することが可能なトリポード型自在継手を実現することができる。
【００２２】
この実施形態では、回転トルクを伝達する時、角度変位および軸方向変位を許容することができるトリポード型自在継手を、部材の簡単な加工で構成することができ、安価で軽量コンパクトなトリポード型自在継手を提供できる。
【００２３】
この実施形態のトリポード型等速自在継手では、従来のトリポード型等速自在継手と比較した場合、第一軸１０のボール保持部１４の保持溝１６が軸方向に短く、また、円筒状の外輪で覆われていないために第一軸１０のボール保持部１４を成形し易く、安価で軽量となる。
【００２４】
また、従来のトリポード型等速自在継手では、この実施形態の第一軸１０に相当する円筒状の外輪との干渉を避けるため、この実施形態の第二軸２０に相当する内部部材を設計する必要があった。これに対して、この実施形態では、第一軸１０のボール保持部１４は円筒状の外輪で覆われていないため、第二軸２０がその外径側で第一軸１０と干渉することがなく、設計上の制約がなく、また、ボール３０の転走面２８も端部が開放された形状でよいことから、加工が非常に簡単で安価となる。
【００２５】
図７はトリポード型等速自在継手の他の実施形態を示す。なお、この実施形態では、第二軸２０の第二案内溝２６の転走面２８’が図２に示す前述の実施形態の形状と異なる。つまり、この実施形態における転走面２８’は、軸線に沿って平行で凹曲面形状をなし、その転走面２８’とボール３０との間に、ボール３０の径方向移動を許容するすきまを設けた構造を有する。このようにすれば、転走面２８’とボール３０との間の接触圧力の低減化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本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正面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図１の第一軸を示す正面図である。
【図４】図３の左側面図である。
【図５】図１の第二軸を示す正面図である。
【図６】図５の右側面図である。
【図７】本発明の他の実施形態で、第二軸の第二案内溝の転走面を変更した図１のＡ矢視図に相当する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  一方の軸（第一軸）
１６  第一案内溝
２０  他方の軸（第二軸）
２６  第二案内溝
２８  転走面
３０  転動体（ボール）
４０  ストッパ部
【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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