(57)【要約】【課題】ローラ・脚軸・鼓状ころの破損を防止して簡単に組付けすることができる等速自在継手を提供する。【解決手段】鼓状ころ４を環状ローラ３の内径凸Ｒ面11の挿入側Ｚに配置した際の鼓状ころ４の離間し合う端部４ａの内接円直径ｄ１が脚軸７の球状面部９の外径寸法Ｄ以上となる組込開始位置と、各鼓状ころ４の内側に脚軸７を挿入し鼓状ころ４の軸線方向中心位置Ｘを環状ローラ３の最小内径位置Ｙまで移動した組込完了位置との間で、環状ローラ３と、脚軸７及び鼓状ころ４を変形することなく脚軸７を環状ローラ３に対し挿脱自在とすると共に、環状ローラ３の挿入側Ｚの端縁に脚軸７の環状ローラ３からの抜け出しを阻止する抜止部材13を設けた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周又は内周に軸線方向に延びる複数本のトラック溝を形成した第一継手部材と、前記トラック溝を転動する環状ローラと、前記環状ローラの内方に挿入した脚軸を有する第二継手部材と、前記環状ローラの内径凸Ｒ面と前記脚軸の球状面部との間に介装すると共に前記脚軸を前記環状ローラに対し回転自在に保持する複数個の鼓状ころを備えた等速自在継手において、
前記鼓状ころを前記環状ローラの内径凸Ｒ面の挿入側に配置した際の鼓状ころの離間し合う端部の内接円直径が前記脚軸の球状面部の外径寸法以上となる組込開始位置と、各鼓状ころの内側に前記脚軸を挿入し前記鼓状ころの軸線方向中心位置を前記環状ローラの最小内径位置まで移動した組込完了位置との間で、環状ローラ、脚軸及び鼓状ころをそれぞれ変形することなく脚軸を環状ローラに対し挿脱自在とすると共に、前記環状ローラの挿入側の端縁に前記脚軸の環状ローラからの抜け出しを阻止する抜止部材を設けたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記抜止部材は前記環状ローラの挿入側端縁に形成した嵌込溝内に内方突出状に装着した周方向に開口するリング状部材であり、前記抜止部材と前記鼓状ころとの干渉により前記脚軸の環状ローラからの抜け出しを阻止することを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記抜止部材の断面を円形に形成したことを特徴とする請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記抜止部材の断面を多角形に形成したことを特徴とする請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記抜止部材は前記環状ローラの挿入側の端縁に形成した嵌込溝内に内方突出状に装着した周方向に開口するリング状部材であり、前記抜止部材と前記脚軸との干渉により前記脚軸の環状ローラからの抜け出しを阻止することを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の駆動系に組み込んで非直線上に存在する回転軸同士の間で等速に回転力を伝達する等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
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度で回転力を伝達することのできるユニバーサルジョイントの一種である。等速自在継手は固定式と摺動式があり、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する。摺動式の一種にトリポード型がある。
【０００３】
トリポード型等速自在継手は、外側継手部材とトリポード部材とからなり、連結すべき二軸の一方の軸が外側継手部材と接続され、他方の軸がトリポード部材と接続される。外側継手部材は有底筒状で、その内周に軸方向に延びる三本のトラック溝を有する。トリポード部材は筒状ハブから外径方向に突出した三本の脚軸を有し、これらの脚軸が外側継手部材のトラック溝に係合してトルク伝達を行う。脚軸にはローラが回転自在に外嵌され、このローラがトラック溝の互いに対向する一対のローラ案内面に沿って転動することで連結二軸間の角度変位と相対摺動を円滑にする。
【０００４】
ところで、トリポード型等速自在継手が作動角をとった状態で連結二軸が回転すると各ローラが複雑な運動を行う。即ち、各ローラは、ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に向きを変えながら移動し、しかも、脚軸の軸方向にも変位する。各ローラがこのような複雑な動きをすると、ローラの外周面とローラの案内面との間の相対変位が必ずしも円滑に行われなくなり、これらの両面間に比較的大きな摩擦が発生する。その結果、連結二軸が一回転する間に三次の軸力が発生する。等速自在継手が自動車に組み込まれて大きなトルクを伝達しつつ大きな作動角をとった場合、前記三次の軸力によってシャダーと呼ばれる大きな振動が発生することがある。
【０００５】
このようなシャダーを防止するようものとして、球面部を有する脚軸と内径凸Ｒ面を有するローラとの間に鼓状ころを円周方向に複数個配列し、ローラが外側継手部材のトラック溝に平行に転動するように構成したシングルローラタイプのトリポード型等速自在継手がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平３−３８４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、鼓状ころを有する従来の等速自在継手は、ローラ内周面に配置した鼓状ころの内側に脚軸を圧入して組み付けするため、スムーズに組込み作業を行うことができなかった。また、脚軸の圧入時に脚軸、鼓状ころ及びローラの弾性変形を伴うため各部材が損傷する虞があった。
本発明は、斯かる実情に鑑み、脚軸、鼓状ころ及びローラを変形させることなく容易に組み付けすることができる等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、外周又は内周に軸線方向に延びる複数本のトラック溝を形成した第一継手部材と、前記トラック溝を転動する環状ローラと、前記環状ローラの内方に挿入した脚軸を有する第二継手部材と、前記環状ローラの内径凸Ｒ面と前記脚軸の球状面部との間に介装すると共に前記脚軸を前記環状ローラに対し回転自在に保持する複数個の鼓状ころを備えた等速自在継手において、前記鼓状ころを前記環状ローラの内径凸Ｒ面の挿入側に配置した際の鼓状ころの離間し合う端部の内接円直径が前記脚軸の球状面部の外径寸法以上となる組込開始位置と、各鼓状ころの内側に前記脚軸を挿入し前記鼓状ころの軸線方向中心位置を前記環状ローラの最小内径位置まで移動した組込完了位置との間で、環状ローラ、脚軸及び鼓状ころをそれぞれ変形することなく脚軸を環状ローラに対し挿脱自在とすると共に、前記環状ローラの挿入側端縁に前記脚軸の環状ローラからの抜け出しを阻止する抜止部材を設けたものである。
【０００８】
鼓状ころを組込開始位置に配置すれば、脚軸・鼓状ころ・環状ローラの各部材を変形させずに脚軸を各鼓状ころの内側に嵌め込むことができ、その後、鼓状ころを環状ローラの内径凸Ｒ面に沿って摺動させつつ脚軸をスムーズに環状ローラに挿入することができる。そして、脚軸を環状ローラに挿入後、抜止部材を環状ローラに取り付ければ、脚軸に引抜力が作用しても脚軸が環状ローラから抜け出ることを阻止できる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の等速自在継手において、前記抜止部材は前記環状ローラの挿入側の端縁に形成した嵌込溝内に内方突出状に装着した周方向に開口するリング状部材であり、前記抜止部材と前記鼓状ころとの干渉により前記脚軸の環状ローラからの抜け出しを阻止するものである。
【００１０】
抜止部材は周方向に開口するリング状部材であるので、抜止部材を縮径させれば嵌込溝内に容易に装着することができる。脚軸に引抜力が作用した場合、脚軸の引抜方向への移動に追随して鼓状ころも移動するが、鼓状ころが抜止部材に当接することにより、脚軸のこれ以上の引抜方向への移動が阻止される。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の等速自在継手において、前記抜止部材の断面を円形に形成したものである。
【００１２】
抜止部材の断面を円形に形成したことにより、抜止部材を嵌込溝内にスムーズに装着することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項２に記載の等速自在継手において、前記抜止部材の断面を多角形に形成したものである。
【００１４】
抜止部材の断面を多角形に形成したことにより、抜止部材が嵌込溝内から脱落しにくいものとなり、脚軸に大きな引抜力が作用した場合であっても、脚軸の環状ローラからの抜け出しを確実に阻止できる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１に記載の等速自在継手において、前記抜止部材は前記環状ローラの挿入側の端縁に形成した嵌込溝内に内方突出状に装着した周方向に開口するリング状部材であり、前記抜止部材と前記脚軸との干渉により前記脚軸の環状ローラからの抜け出しを阻止するものである。
【００１６】
抜止部材は周方向に開口するリング状部材であるので、抜止部材を縮径させれば嵌込溝内に容易に装着することができる。脚軸に引抜力が作用した場合、脚軸が抜止部材に当接することにより、脚軸のこれ以上の引抜方向への移動が阻止される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、環状ローラと、脚軸と、鼓状ころの各部材を変形させることなく、脚軸を環状ローラに対しスムーズに挿脱することができるので、組付け作業を楽に行うことができる。また、従来のように鼓状ころの内側に脚軸を圧入しなくてもよいので、組付け時に上記各部材の損傷を回避することができる。
脚軸を環状ローラに挿入した後、抜止部材を取り付ければ、脚軸の環状ローラからの抜け出しを簡単に阻止することができる。また、抜止部材を取り外せば、環状ローラ・脚軸・鼓状ころを簡単に分解することができるので、各部材の交換作業を行う場合も至便である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１と図２に示すように、本発明の等速自在継手は、主に第一継手部材としての外側継手部材１と、第二継手部材としてのトリポード部材２と、環状ローラ３と、鼓状ころ４と、抜止部材13で構成されている。
【００１９】
外側継手部材１は有底筒状の部材で、その底壁面中央に回転軸の一端が連結されている（図示省略）。外側継手部材１の内周面には、周方向に等間隔に３本のトラック溝５が形成され、トラック溝５は、互いに対向する一対のローラ案内面５ａと、これら一対のトラック案内面５ａ間を繋ぐ底面５ｂとで形成される。ローラ案内面５ａは円弧状断面を有し、外側継手部材１の軸方向に直線状に延びている。
【００２０】
トリポード部材２は、円筒状をなす中心ボス６の外周面に３本の脚軸７が円周方向に等間隔（120°間隔）かつ放射状に一体成形されたものである。ボス６の中心孔８には、外側継手部材１の回転軸とは別の回転軸の一端がスプライン等により連結されている（図示省略）。脚軸７の外周面には膨出状の球状面部９が形成され、脚軸７の先端は緩やかな凸曲面とされてトラック溝５の底面５ｂと所定間隔を空けて対向して配置される。脚軸７の基端は括れ部10を介してボス６に連結されている。
【００２１】
トラック溝５のローラ案内面５ａと脚軸７の球状面部９との間には、トラック溝５に沿って転動する環状ローラ３が配設される。環状ローラ３の外周面３ａは断面円弧状に形成してあり、断面円弧状のローラ案内面５ａと線接触するように構成されている。また、環状ローラ３の内径面は内径凸Ｒ面11とされている。
【００２２】
図３は図１の要部を示す断面図であり、図３に示すように、環状ローラ３の内径凸Ｒ面11と脚軸７の球状面部９の間には鼓状ころ４が円周方向に複数個介装され、脚軸７はこの鼓状ころ４を介して環状ローラ３に対し相対的に回転自在に保持される。また、脚軸７の球状面部９と環状ローラ３の内径凸Ｒ面11は同曲率とされ、鼓状ころ４の周面も、これらと同じ曲率半径に形成してある。つまり、鼓状ころ４は脚軸７の球状面部９及び環状ローラ３の内径凸Ｒ面11に対して線接触するようにして接触圧を低減させている。これにより、誘起スラストを低減しシャダー現象の発生を抑制する。
【００２３】
また、鼓状ころ４が環状ローラ３の内径凸Ｒ面11に沿って外側継手部材１の軸線側へ偏移することができるように（図２参照）、鼓状ころ４相互間には若干の隙間を空けている。このようにすることで、外側継手部材１とトリポード部材２との間に角度差を生じさせることができるようになっている。
【００２４】
また、環状ローラ３の脚軸７を挿入する挿入側Ｚの端縁、つまり図３で上側の端縁には、抜止部材13が設けられている。具体的には、内径凸Ｒ面11の挿入側Ｚの端部に環状の嵌込溝14を形成し、その嵌込溝14内にリング状の抜止部材13を内方突出状に装着している。また、抜止部材13は断面円形であり、嵌込溝14は抜止部材14の周面に対応して断面円弧状に形成されている。
【００２５】
次に、環状ローラ３、脚軸７、鼓状ころ４及び抜止部材13の組み付け方法について説明する。図４は脚軸７が環状ローラ３内に挿入される前の状態を示した図であり、この状態で、抜止部材13は環状ローラ３の挿入側Ｚの端面に配置されている。そして、複数個の鼓状ころ４を環状ローラ３の内径凸Ｒ面11の挿入側Ｚに接触させて組込開始位置に配置する。詳しくは、鼓状ころ４の軸線方向中心位置Ｘが、環状ローラ３の最小内径位置Ｙより挿入側Ｚにくるように配置する。この組込開始位置では、各鼓状ころ４の互いに離間する挿入側Ｚの端部４ａは嵌込溝14より挿入側Ｚに配置されている。
【００２６】
また、組込開始位置の各鼓状ころ４の離間し合う端部４ａの内接円直径ｄ１は脚軸７の球状面部９の（最大の）外径寸法Ｄ以上となり、各鼓状ころ４の凹Ｒ面12の内側には、二点鎖線で示すように脚軸７の球状面部９が挿入可能なスペースが確保されている。また、離間し合う端部４ａの内接円直径ｄ１は、球状面部９の外径寸法Ｄと同じ寸法でもよいが、球状面部９の外径寸法Ｄよりわずかに大きく配置する方が円滑に組付け（挿入）を行ううえで好ましい。なお、鼓状ころ４を前記組込開始位置に保持しておくために治具等を用いてもよい（図示省略）。
【００２７】
脚軸７を環状ローラ３に向かって移動させて、二点鎖線で示す如く脚軸７を各鼓状ころ４の内側に挿入して嵌合する。そして、脚軸７をさらに挿入方向（図の下方）へ移動させて、鼓状ころ４を環状ローラ３の内径凸Ｒ面11に沿って挿入方向（下方）へ摺動させつつ、図５に示す鼓状ころ４の軸心方向中心位置Ｘが環状ローラ３の最小内径位置Ｙにくる組込完了位置まで移動させる。また、この組込完了位置で、鼓状ころ４の挿入側Ｚの端部４ａは嵌込溝14よりも挿入側Ｚと反対側(下方)に配置される。
【００２８】
このように、本発明は図４に示す組込開始位置から、図５に示す組込完了位置まで、環状ローラ３、脚軸７及び鼓状ころ４をそれぞれ変形（弾性変形）させることなく脚軸７を環状ローラ３に対し挿入可能に構成されている。また、逆に図５の状態から図４の状態へ戻す場合も、環状ローラ３、脚軸７及び鼓状ころ４がそれぞれ変形することなく脚軸７を環状ローラ３から引き抜くことができる。即ち、組込開始位置と組込完了位置との間で環状ローラ３・脚軸７・鼓状ころ４のそれぞれの変形を伴わずに、脚軸７は環状ローラ３に対し挿脱自在となっている。
【００２９】
そして、嵌込溝14にリング状の抜止部材13を嵌め込む（図３参照）。抜止部材13が切れ目のない円環状止め輪である場合は、抜止部材13を嵌込溝14内へ押し込んで装着する。また、抜止部材13が周方向に開口するＣ字形の止め輪である場合は、嵌込溝14への取付作業が容易となる。この場合は、抜止部材13を縮径させて嵌込溝14に配置し、嵌込溝14内で抜止部材13を弾性復元力により拡径させて係合させる。このようにして、各部材の組付けを完了する。なお、嵌込溝14に装着前の抜止部材13を、環状ローラ３の挿入側Ｚの端面でなく、例えば、脚軸７にあらかじめ取り付けておいてもよい。
【００３０】
各部材の組込みが完了した状態から、脚軸７に図６の矢印の向きの引抜力が作用した場合、脚軸７の引抜方向への移動に追随して鼓状ころ４も移動する。そして、鼓状ころ４の挿入側Ｚの端部４ａが抜止部材13に当接する。この当接により、鼓状ころ４のこれ以上の引抜方向への移動が阻止される。鼓状ころ４が抜止部材13に当接した状態では、各鼓状ころ４の離間し合う挿入側Ｚの端部４ａの内接円直径ｄ２は脚軸７の球状面部９の（最大の）外径寸法Ｄ未満となっているので、脚軸７の球状面部９は各鼓状ころ４の内側に保持され抜け出ない。即ち、この抜止部材13と鼓状ころ４との干渉によって、脚軸７の環状ローラ３からの抜け出しを阻止している。
【００３１】
また、図２に示すように、外側継手部材１とトリポード部材２との間に角度差が生じ、鼓状ころ４が外側継手部材１の軸線側（図の下方）へ偏移した場合も、鼓状ころ４が抜止部材13に当接するので、図６で説明した作用と同様に鼓状ころ４及び脚軸７が環状ローラ３から離脱することはない。
【００３２】
図７の（イ）〜（ヘ）は抜止部材13及び嵌込溝14の他の実施形態を示す。抜止部材13の断面形状は、上述した円形以外に多角形としてもよい。例えば、（イ）（ロ）に示すような長方形や、（ホ）（ヘ）に示す台形としてもよく、又は（ハ）のようなＬ字形や（ニ）のような三角形、あるいは、本発明の要旨を逸脱しない範囲でこれら以外の形状に形成してもよい。そして、嵌込溝14の断面形状は、断面多角形の抜止部材13に対応するように角型に形成されている。
【００３３】
また、（イ）（ヘ）に示すように、鼓状ころ４を抜止部材13の角部で受けるように配置してもよく、また、（ロ）〜（ホ）に示すように、鼓状ころ４を抜止部材13の内面にて受けるように配置してもよい。
【００３４】
また、本発明は上述の実施形態に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で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、本発明の構造を上記特許文献１（特公平３−３８４５１号公報）のＦＩＧ．８に記載したような等速自在継手に適用してもよい。つまり、第一継手部材を外周にトラック溝を形成した内側継手部材とし、第二継手部材をそのトラック溝に挿入する脚軸を内周に設けた外側継手部材としてもよい。
【００３５】
また、脚軸７に引抜力が作用した際に、抜止部材13は鼓状ころ４を介さずに直接脚軸７と当接するようにしてもよい（図示省略）。即ち、この場合は抜止部材13と脚軸７との干渉により、脚軸７の環状ローラ３からの抜け出しを阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る等速自在継手を主軸方向から見た横断面図である。
【図２】上記等速自在継手を主軸水平方向から見た縦断面図である。
【図３】上記等速自在継手の要部断面図である。
【図４】脚軸を環状ローラに挿入する前の組込開始位置に配置された状態を示す要部断面図である。
【図５】脚軸を環状ローラに挿入した組込完了位置に配置された状態を示す要部断面図である。
【図６】脚軸に引抜力を作用した状態を示す要部断面図である。
【図７】抜止部材及び嵌込溝の他の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  第一継手部材
２  第二継手部材
３  環状ローラ
４  鼓状ころ
４ａ  端部
５  トラック溝
７  脚軸
９  球状面部
11  内径凸Ｒ面
13  抜止部材
14  嵌込溝
ｄ１  内接円直径
Ｄ  外径寸法
Ｘ  軸線方向中心位置
Ｙ  最小内径位置
Ｚ  挿入側
【図１】
2008101660.tif 000003
【図２】
2008101660.tif 000004
【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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