(57)【要約】【課題】トリポード型等速自在継手において、ゴシックアーチ形状のローラ案内面によるアンギュラーコンタクトを使用することなく、ローラ34の転がり方向傾きを修正する回復偶力を発生させるとともに面圧を低減させる。【解決手段】ローラ案内面16の曲率半径Ｒに対して、所定のトルク負荷状態下で、ローラ34とローラ案内面16との接触部の弾性変形によりベタ当たりとなる範囲内のローラ外周面34ｂの母線曲率半径ｒの最小値をｒ１、最大値をｒ２としたとき、母線曲率半径ｒをｒ１≦ｒ≦ｒ２の範囲に設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面の円周方向三等分位置に軸方向に伸びるトラック溝を形成した外側継手部材と、円周方向三等分位置に半径方向に突出する脚軸を形成した内側継手部材と、各脚軸に回転自在かつ首振り自在に担持されたローラとを有し、ローラがトラック溝に沿って外側継手部材の軸線方向に転動するようにしたトリポード型等速自在継手において、
ローラ外周面の母線曲率半径ｒが外径半径より小さく、ローラ案内面の曲率半径Ｒに対して、所定のトルク負荷状態下で、ローラとローラ案内面の接触部の弾性変形によりベタ当たりとなる範囲内のローラ外周面の母線曲率半径の最小値をｒ１、最大値をｒ２としたとき、母線曲率半径ｒを、ｒ１≦ｒ≦ｒ２の範囲に設定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】
前記トルク負荷が継手の破損トルクの１／２以下に相当することを特徴とする請求項１のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
ローラ外周面の幅方向両端部に、ローラ案内溝から逃げる方向に母線半径より小さい曲率半径の丸みを設けたことを特徴とする請求項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】
この発明はトリポード型等速自在継手に関するもので、自動車や各種産業機械における動力伝達用に利用することができる。たとえば自動車の駆動系に組み込み、非直線上に存在する回転軸同士の間で、等速に回転力の伝達を行なう場合に利用する。
【背景技術】
【０００２】
トリポード型等速自在継手の回転３次の軸力に関する車両のシャダーを解決する手段として、たとえば特表平４−５０３５５４号公報、特開平５−２１５１４１号公報には、いわゆるダブルローラタイプで、外ローラ４が外側継手部材１のトラック溝２に沿って外側継手部材１の軸線に対して平行に転がるタイプのトリポード型等速自在継手が記載されている（図７参照）。これらのトリポード型等速自在継手では、外側継手部材１のローラ案内面３の形状をゴシックアーチ形状にしてローラ４との接触状態をアンギュラーコンタクトとすることにより、ローラ４の転がり方向傾き（図３の平面内における傾き）を修正する回復偶力が発生し、ローラ４をトラック溝に対して平行に保つ効果があるとしている。
【特許文献１】特表平４−５０３５５４号公報（第６頁左上欄第18行〜同頁右下欄第14行、図5）
【特許文献２】特開平５−２１５１４１号公報（段落番号0022、図10）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
限られた幅を持つローラに対し、アンギュラーコンタクトを成立させるためには、図７に符号Ｐで表示された圧力角（接触角度）を小さくする必要があり、その結果、十分な回復偶力が得られない場合がある。また、接触角度を管理するためにローラ案内面の曲率半径とローラ外周面の母線曲率半径との差を比較的大きく設定する必要があり、そうすると接触面圧が大きくなるため接触部が早期に摩耗してしまう場合がある。いずれの場合も性能の低下につながり、当該継手を搭載した車両のシャダーを発生させてしまうことがある。
【０００４】
本発明はこのような問題点を除去せんとするものである。すなわち、本発明の課題は、ゴシックアーチ形状のローラ案内面によるアンギュラーコンタクトを使用することなく、ローラの転がり方向傾きを修正する回復偶力を発生させるとともに面圧を低減する構造とし、長期にわたり、ＮＶＨ特性を維持する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】
【０００５】
本発明は、内周面の円周方向三等分位置にトラック溝１４を形成した外側継手部材１０と、円周方向三等分位置に半径方向に突出する脚軸２６を形成した内側継手部材２０と、各脚軸２６に回転自在かつ首振り自在に担持されたローラ３４とを有し、ローラ３４がトラック溝１４内を外側継手部材１０の軸線方向に転動するようにしたトリポード型等速自在継手において、ローラ外周面３４ｂの母線曲率半径ｒが外径半径（ローラの横断面半径）より小さく、ローラ案内面１６の曲率半径Ｒに対して、所定のトルク負荷状態下で、ローラ３４とローラ案内面１６との接触部の弾性変形によりベタ当たりとなる範囲内のローラ外周面３４ｂの母線曲率半径ｒの最小値をｒ１、最大値をｒ２としたとき、母線曲率半径ｒをｒ１≦ｒ≦ｒ２の範囲に設定したことを特徴とするものである。
【０００６】
この設定により、ローラ３４の幅一杯に接触角度を設けることが可能となり、トルク負
荷時の前記回復偶力を大きくすることが可能となる。また、高負荷領域においてはベタ当たりとなるため、接触面圧が大幅に低減して接触部の摩耗が減少する。上記設定において、ローラ外周面３４ｂの母線曲率半径ｒは、ローラ案内面１６の曲率半径Ｒより僅かに小さい範囲までを許容範囲とする。ローラ３４が円環形状であるため、ローラ３４の転がり方向傾きが生じればｒ＞Ｒ設定と同様の状態、すなわち、ローラ３４の幅方向の中心付近がローラ案内面１６から離れて幅方向の両端付近にて接触することとなる。
【０００７】
ここで、所定のトルク負荷の具体例を挙げるならば、請求項２に記載するように、継手の破損トルクの１／２以下の範囲である。また、継手の破損トルクとは、具体的には、シャフトの最小軸径から求められる静的捩り破断トルクが該当する。
【０００８】
請求項３に記載するように、ローラ外周面３４ｂの幅方向両端部に、ローラ案内溝１６から逃げる方向に母線曲率半径ｒより小さい曲率半径ｒ３，ｒ４の丸みを設けてもよく、これにより、ローラ３４の幅方向端部におけるエッジロードを回避することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ゴシックアーチ形状のローラ案内面によるアンギュラーコンタクトを使用することなく、ローラの転がり方向傾きを修正する大きな回復偶力を発生させることができ、また、接触面圧を低減することができるため摩耗が減少し、長期にわたり、ＮＶＨ特性を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に例示した本発明の実施の形態を説明する。まず、図２および図３を参照してトリポード型等速自在継手の基本構成について述べる。ここで、図２は一部を断面にした継手の端面図であり、図３は作動角θをとった状態の継手の縦断面を示す。図示するように、等速自在継手は外側継手部材１０とトリポード部材２０とからなり、連結すべき二軸の一方が外側継手部材１０と接続され、他方がトリポード部材２０と接続される。外側継手部材１０は有底筒状のマウス部１２とステム部１８とからなり、ステム部１８のセレーション軸にて連結すべき二軸のうちの一方と接続される。マウス部１２の内周面の円周方向三等分位置に軸方向に伸びるトラック溝１４を形成してある。各トラック溝１４の、円周方向で向かい合った側壁にローラ案内面１６が形成されている。トリポード部材２０はボス部２２と脚軸２６とからなり、ボス部２２に形成されたセレーション孔２４にて、連結すべき二軸のうちの他方と接続される。脚軸２６はボス部２２の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。各脚軸２６にローラ・アセンブリ（３２，３４，３６）が担持されている。このローラ・アセンブリが外側継手部材１０のトラック溝１４内に収容される。
【００１１】
この実施の形態では、脚軸２６の外周面２６ａは、横断面（図２（Ｂ））で見ると長径が継手の軸線に直交する楕円形状であり、縦断面（図３）で見ると脚軸と平行なストレート形状であり、横断面は軸方向のあらゆる位置で合同になっている。脚軸２６の横断面形状は、トリポード部材２０の軸方向で短径であり、互いに向き合った面が相互方向に、仮想円筒面よりも小径側に退避している。
【００１２】
ローラ・アセンブリはリング３２とローラ３４と転動体３６を含んでいる。リング３２は脚軸２６に外嵌し、リング３２とローラ３４とが複数の転動体３６を介してユニット化され、相対回転可能なローラ・アセンブリを構成している。すなわち、リング３２の円筒形外周面３２ｂと、ローラ３４の円筒形内周面との間に転動体３６が転動自在に介在している。この実施の形態では、ローラ３４の内周面に形成した環状溝に止め輪３３，３４を装着することにより、リング３２とローラ３４を一体化させ、転動体３６の抜け止めを図ってある。
【００１３】
図４に拡大して示すように、リング３２の内周面３２ａは円弧状凸断面を有する。すなわち、内周面３２ａの母線が凸円弧である。リング３２の内周面３２ａをほぼ全長にわたって凸円弧とすることも可能であるが（図２参照）、ここでは、リング３２の内周面３２ａの母線は、中央の円弧部ｍとその両側の逃げ部ｎとの組合わせで形成されている。逃げ部ｎは、図３のように継手が作動角θをとったときの脚軸２６との干渉を避けるための部分であり、円弧部ｍの端からリング３２の端部に向かって徐々に拡径した直線または曲線で構成する。ここでは、逃げ部ｎを円錐角α＝５０°の円錐面の一部とした場合を例示してある。
【００１４】
上述のように、リング３２の内周面３２ａの母線が半径Ｒの凸円弧であることと、脚軸２６の横断面形状が略楕円形状で、脚軸２６とリング３２との間に所定のすきまが設けてあることから、リング３２は脚軸２６の軸方向での移動が可能であるばかりでなく、脚軸２６に対して首振り揺動自在である。また、上述のとおりリング３２とローラ３４は転動体３６を介して相対回転自在にユニット化されているため、脚軸２６に対し、リング３２とローラ３４がユニットとして首振り揺動可能な関係にある。ここで、首振りとは、脚軸２６の軸線を含む平面内で、脚軸２６の軸線に対してリング３２およびローラ３４の軸線が傾くことをいう（図３参照）。このように、ローラ３４が脚軸２６に対して首振り揺動可能である結果、継手が作動角をとった状態でトルクを伝達するときでも、ローラ３４は外側継手部材の軸線方向に平行な姿勢を保ってローラ案内面１６上を転動する。
【００１５】
ローラ３４の外周面３４ｂと接する外側継手部材１０のローラ案内面１６は、曲率半径Ｒの円弧状の横断面形状を呈している。ローラ３４の外周面３４ｂの母線は、ローラ３４の軸線から半径方向に離れた位置にある点を曲率中心とする円弧である。ローラ３４の外周面３４ｂの母線曲率半径ｒはローラ３４の外径半径Ｒよりも小さい。具体的には、ローラ３４の外周面３４ｂの母線曲率半径ｒは、ローラ案内面１６の曲率半径Ｒに対して、当該等速自在継手の破損トルクの２分の１以下のトルク負荷状態下で、ローラ３４とローラ案内面１６との接触部の弾性変形によりベタ当たりとなる範囲内のローラ外周面３４ｂの母線曲率半径の最小値をｒ１、最大値をｒ２としたとき、ｒ１≦ｒ≦ｒ２の範囲内に設定するのが好ましい。
【００１６】
上記設定において、ローラ外周面の母線曲率半径ｒは、ローラ案内面１６の曲率半径Ｒより僅かに小さい範囲までを許容範囲とする。ローラ３４が円環形状であるため、ローラ３４の転がり方向傾きが生じればｒ＞Ｒ設定と同様の状態、すなわち、ローラ３４の幅方向の中心付近がローラ案内面１６から離れて幅方向の両端付近にて接触することとなる。この設定により、ローラ３４の幅一杯に接触角度を設けることが可能となり、トルク負荷時の前記回復偶力を大きくすることが可能となる。また、高負荷領域においてはベタ当たりとなるため、接触面圧を大幅に低減することにより接触部の摩耗を低減できる。
【００１７】
図示する実施の形態では、ローラ３４の幅方向両端部を、母線曲率半径ｒより小さい曲率半径ｒ３およびｒ４の丸みを設けてローラ案内面１６から逃がした形状としている。これにより、ローラ３４の幅方向端部におけるエッジロードを回避することができる。
【００１８】
図５および図６は別の実施の形態を示す。いずれも、ローラが脚軸に対して回転自在かつ首振り揺動自在であり、ローラ案内面の曲率半径とローラ外周面の母線曲率半径との関係に関しても上述の実施の形態と共通する。相違する部分についてのみ述べるならば次のとおりである。図５の等速自在継手は、転動体１３６を介して相対回転自在のリング１３２とローラ１３４とでローラ・アセンブリ１３０が構成され、リング１３２の円筒形内周面が脚軸１２６の球形外周面に外嵌している。図６の等速自在継手は、転動体２３６を介して相対回転自在のリング２３２とローラ２３４とでローラ・アセンブリ２３０が構成さ
れ、リング２３２の凹球状内周面を脚軸２２６の球面状外周面にはめ込んである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態を示すローラとローラ案内面との接触部を示す線図である。
【図２】Ａは本発明の実施の形態を示すトリポード型等速自在継手の一部を断面にした端面図、Ｂは脚軸に垂直な、脚軸とローラ・アセンブリの断面図である。
【図３】図2のトリポード型等速自在継手の作動角をとった状態を示す縦断面図である  。
【図４】図３のトリポード型等速自在継手におけるリングの拡大断面図である。
【図５】別の実施の形態を示すトリポード型等速自在継手の要部断面図である。
【図６】別の実施の形態を示すトリポード型等速自在継手の要部断面図である。
【図７】従来の技術を示すトリポード型等速自在継手の要部断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  外側継手部材
１２  マウス部
１４  トラック溝
１６  ローラ案内面
１８  ステム部
２０  内側継手部材
２２  ボス部
２４  セレーション孔
２６  脚軸
２８  外周面
３０  ローラ・アセンブリ
３２  リング
３２ａ  内周面
３２ｂ  外周面
３３  止め輪
３４  ローラ
３４ｂ  外周面
３５  止め輪
３６  転動体
【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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