(57)【要約】【課題】耐久性に優れたトリポード型等速自在継手を提供することである。【解決手段】トリポード部材４の脚軸５に支持されたガイドブロック６の両側と外輪トラック溝２の側面に軌道溝３、８を設け、その軌道溝３、８間に組込まれた複数のボール９を保持器１０で保持する。保持器１０の表面硬さをＨｖ４５０以上として、保持器１０が傾いて外輪１の内面と接触する状態で移動した際の保持器１０の摩耗を抑制し、耐久性の向上を図る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の内周に軸方向に延びる３本のトラック溝を形成し、各トラック溝の外輪周方向で対向する側面に外輪軸方向に延びる直線状の軌道溝を設け、外輪の内側に組込まれたトリポード部材には前記トラック溝と対応する位置に３本の脚軸を設け、各脚軸によって相対的に揺動自在に支持されたガイドブロックを前記トラック溝内に収容し、そのガイドブロックの両側に前記外輪軌道溝と対向する軌道溝を設け、この対向する軌道溝間に複数のボールを組込み、そのボールを保持する保持器に前記トラック溝の外壁内面とガイドブロックの外面間に配置される板体部を設け、この板体部によって長さ方向の中央部が支持された揺動可能なレバーの両端部に長さ方向に延びる一対のガイド溝を形成し、各ガイド溝内に挿入された一対のピンの一方を外輪側に、他方のピンをガイドブロック側に設けたトリポード型等速自在継手において、前記保持器の表面硬さをＨｖ４５０以上としたことを特徴とする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３本のトラック溝を内周に有する外輪とその内側に組込まれて軸方向に移動可能なトリポード部材の相互間でトルクを伝達するトリポード型等速自在継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のトリポード型等速自在継手として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。このトリポード型等速自在継手においては、外輪の内周に３本のトラック溝を形成し、各トラック溝の外輪周方向で対向する一対の側面に外輪軸方向に延びる軌道溝を設け、外輪の内側に組込まれたトリポード部材には３本の脚軸を形成し、各脚軸によって相対的に揺動自在に支持されたガイドブロックを前記トラック溝内に収容し、そのガイドブロックの両側に設けられた軌道溝と外輪側軌道溝間にボールを組込み、そのボールを介して外輪とトリポード部材の相互間でトルクを伝えるようにしている。
【０００３】
上記トリポード型等速自在継手においては、外輪の軌道溝とガイドブロックの軌道溝間にボールが組込まれているため、外輪とトリポード部材とが作動角をとってトルク伝達するとき、ガイドブロックは常に一定の姿勢を維持する状態で外輪軸方向に往復動することになる。このとき、ボールは軌道溝との接触によって転動するため、振動、騒音の発生がきわめて少なく、良好なＮＶＨ特性を有するという特徴を有する。
【０００４】
ところで、上記特許文献１に示されたトリポード型等速自在継手においては、ガイドブロックの軌道溝の両端にボールの脱落を防止するボール抜け止め部を設けるようにしているため、外輪とトリポード部材との相互間における作動角が大きくなると、ボールは抜け止め部に接触してスムーズに転がり運動することができずに滑りが生じ、その滑りの領域においてＮＶＨ特性が悪くなるという不都合がある。
【０００５】
そのような不都合を解消するため、本件出願人は、特許文献２において、ボールを保持する保持器に外輪トラック溝の外壁内面とガイドブロックの外面間に配置される板体部を設け、その板体部によって長さ方向の中央部が支持された揺動可能なレバーの両端部に長さ方向に延びる一対のガイド溝を形成し、各ガイド溝内に挿入された一対のピンの一方を外輪側に、他方のピンをガイドブロック側に設け、レバーの揺動中心から外輪側ピンまでの寸法とレバーの揺動中心からガイドブロック側ピンまでの寸法を同寸法としたトリポード型等速自在継手を提案している。
【０００６】
上記トリポード型等速自在継手においては、ガイドブロックが移動すると、レバーが外輪側のピンを中心に揺動して保持器が移動し、その保持器の移動量をガイドブロックの移動量の１／２とすることができる。このため、保持器の移動量と軌道溝との接触によって移動するボールの移動量とが同一となり、ボールと保持器の干渉がなく、ボールをスムーズに転がり運動させることができ、ＮＶＨ特性に優れたトリポード部材を得ることができる。
【特許文献１】特公昭６４−５１６４号公報
【特許文献２】特開２００３−１３００８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、レバーによって保持器の移動量を１／２に規制するようにしたトリポード型等速自在継手においては、外輪とトリポード部材とが傾きをとってトルクを伝達するとき、揺動するレバーと保持器の接触面での摩擦力、および保持器のボール保持部とボールの接触部での摩擦力等が原因で保持器に傾きが生じてトラック溝の外壁内面と接触し、その接触移動により保持器が摩耗して損傷し、耐久性を低下させるおそれがあった。
【０００８】
この発明の課題は、上記のようなトリポード型等速自在継手において、保持器の摩耗の低減化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明においては、外輪の内周に軸方向に延びる３本のトラック溝を形成し、各トラック溝の外輪周方向で対向する側面に外輪軸方向に延びる直線状の軌道溝を設け、外輪の内側に組込まれたトリポード部材には前記トラック溝と対応する位置に３本の脚軸を設け、各脚軸によって相対的に揺動自在に支持されたガイドブロックを前記トラック溝内に収容し、そのガイドブロックの両側に前記外輪軌道溝と対向する軌道溝を設け、この対向する軌道溝間に複数のボールを組込み、そのボールを保持する保持器に前記トラック溝の外壁内面とガイドブロックの外面間に配置される板体部を設け、この板体部によって長さ方向の中央部が支持された揺動可能なレバーの両端部に長さ方向に延びる一対のガイド溝を形成し、各ガイド溝内に挿入された一対のピンの一方を外輪側に、他方のピンをガイドブロック側に設けたトリポード型等速自在継手において、前記保持器の表面硬さをＨｖ４５０以上とした構成を採用したのである。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように、保持器の表面硬さをＨｖ４５０以上とすることによって、保持器に傾きが生じてトラック溝の外壁内面と接触する状態で保持器が移動しても、保持器の摩耗は少なく、その摩耗の低減化によって耐久性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、外輪１の内周には軸方向に延びる３本のトラック溝２が１２０°の間隔をおいて形成され、各トラック溝２の外輪周方向で対向する一対の側面に軸方向に延びる直線状の軌道溝３が設けられている。
【００１２】
外輪１の内側に組込まれたトリポード部材４には前記トラック溝２と対応する位置に３本の脚軸５が設けられ、各脚軸５によってガイドブロック６が支持されている。ガイドブロック６の支持に際し、ここでは、脚軸５に球形表面５ａを形成し、その脚軸５をガイドブロック６に設けられた円筒孔７に挿入しており、前記脚軸５とガイドブロック６とを相対的に揺動自在としている。
【００１３】
ガイドブロック６の両側面には外輪トラック溝２の両側の軌道溝３に対向する一対の直線状の軌道溝８が形成され、その対向する軌道溝３、８のボール転走面３ａ、８ａ間に複数のボール９が組込まれている。
【００１４】
ガイドブロック６の両側において、外輪１の軸方向に並ぶ複数のボール９は保持器１０によって保持されている。保持器１０は、トラック溝２の外壁内面１１とガイドブロック６の外面１２間に配置される板体部１０ａの両側にガイドブロック６の側面と前記トラック溝２の側面間に配置される一対の保持板部１０ｂを設け、各保持板部１０ｂにボール９を収容するポケット１０ｃを形成した構成とされている。
【００１５】
上記のように、トラック溝２の両側面に形成された軌道溝３とガイドブロック６の両側面に設けられた軌道溝８間に複数のボール９を組込むことにより、ガイドブロック６の姿勢を常に一定に保持することができる。
【００１６】
図２および図３に示すように、外輪１の開口端部には、保持器１０が外輪１の開口端から抜け出るのを防止するストッパリング２０が取付けられている。
【００１７】
図３および図４に示すように、ストッパリング２０は外輪１の開口端に衝合される環状板部２１を有している。環状板部２１の外周には円筒部２２が設けられ、その円筒部２２が外輪１の開口端部の外周に圧入されている。円筒部２２の開口端部は内向きに加締められ、その加締めによって形成された環状の折曲部２２ａが外輪１の開口端部の外周に設けられた係合溝２３に係合し、その係合によってストッパリング２０は軸方向に移動するのが防止されている。
【００１８】
環状板部２１には外輪１のトラック溝２の開口端と対向する位置に切欠部２４が形成され、各切欠部２４の両側に設けられた突片２５がトラック溝２の側面に形成された軌道溝３内に挿入されている。
【００１９】
上記の構成から成るストッパリング２０を外輪１の開口端部に取付けることにより、トリポード部材４が外輪１の開口端に向けて移動すると、ストッパリング２０に設けられた突片２５にボール９が当接し、その当接によって保持器１０が抜け止めされる。
【００２０】
上記の構成から成るトリポード型等速自在継手において、外輪１とトリポード部材４とが作動角をとってトルクを伝達する場合、ガイドブロック６は姿勢を一定に保持する状態でトラック溝２に沿って外輪軸方向に移動し、一方、ボール９は軌道溝３、８のボール転走面３ａ、８ａとの接触により転がり移動する。
【００２１】
ここで、ガイドブロック６の移動時におけるボール９の移動量は、軌道溝３、８のボール転走面３ａ、８ａとの接触部の滑りを無視すると、ガイドブロック６の移動量の１／２であり、そのボール９と保持器１０の相互間における移動量に差が生じると、ボール９に滑りが生じ、振動を発生させることになる。
【００２２】
その振動の発生を防止するため、図２および図３に示す移動量規制機構３０により、保持器１０の移動量をガイドブロック６の移動量の１／２に規制している。
【００２３】
移動量規制機構３０は、保持器１０における板体部１０ａの外面側に平板状のレバー３１を設け、そのレバー３１の長さ方向中央部と板体部１０ａの両者を貫通するリベット等の頭部付き支点ピン３２の端部の加締めにより、レバー３１を揺動自在に支持して、保持器１０にレバー３１を連結し、前記ストッパリング２０のピン支持片２６に設けられたピン３３およびガイドブロック６に取付けられたピン３４をレバー３１の両端部に形成されたガイド溝３５に挿入し、各ピン３３、３４からレバー３１の回転中心までの距離ｌ1 、ｌ2 を等距離としている。このとき、保持器１０の板体部１０ａにガイドブロック６側のピン３４が挿入される切欠部３６を形成して、ガイドブロック６と保持器１０とが相対的に移動し得るようにしている。
【００２４】
上記の構成から成る移動量規制機構３０において、ガイドブロック６が移動すると、そのガイドブロック６に設けられたピン３４がガイド溝３５の一側縁を押圧するため、レバー３１がピン３２を中心に揺動し、保持器１０もガイドブロック６と同方向に移動する。このとき、ストッパリング２０に設けられたピン３３からレバー３１の回動中心までの距離と、上記ピン３３からガイドブロック側ピン３４までの距離の比が１：２であるため、保持器１０はガイドブロック６の移動量の１／２移動することになり、軌道溝３、８のボール転走面３ａ、８ａとの接触によって移動するボール９の移動量と同一とすることができる。
【００２５】
なお、図２では、ストッパリング２０のピン支持片２６にピン３３を設けるようにしたが、上記ピン３３を外輪１に固定してもよい。
【００２６】
上記の構成から成るトリポード型等速自在継手において、外輪１とトリポード部材４とが作動角をとってトルクを伝達する場合、ガイドブロック６は姿勢を一定に保持する状態でトラック溝２に沿って外輪軸方向に移動する。また、外輪１とトリポード部材４とが作動角をとる状態で相対的に移動した場合も、ガイドブロック６は姿勢を一定とする状態でトラック溝２に沿って外輪軸方向に移動する。
【００２７】
ガイドブロック６の移動時、ボール９は軌道溝３、８のボール転走面３ａ、８ａとの接触によって転動すると共に、ボール９はボール転走面３ａ、８ａとの滑りを無視すると、ガイドブロック６の移動量の１／２だけ移動する。
【００２８】
一方、ボール９を保持する保持器１０は移動量規制機構３０によってガイドブロック６の移動量の１／２に規制されているため、ボール９と保持器１０の移動量は等しく、ボール９に滑りが生じるのが防止される。
【００２９】
ところで、上記のようなトリポード型等速自在継手においては、外輪１とトリポード部材４の相互間でトルクを伝達するとき、揺動するレバー３１と保持器１０の接触面での摩擦力、および保持器１０のボール保持部とボール９の接触部での摩擦力等が原因で保持器１０に傾きが生じてトラック溝２の外壁内面と接触し、その接触移動により保持器１０が摩耗して損傷するおそれがある。
【００３０】
そのような不都合の発生を防止するため、保持器１０の表面硬さをＨｖ４５０以上としている。このような表面硬さを得るため、実施の形態では、保持器１０を窒化鋼で形成するようにしている。
【００３１】
上記のように、保持器１０の表面硬さをＨｖ４５０以上とすることによって、外輪１との接触による保持器１０の摩耗を低減し、耐久性の向上を図ることができる。
【００３２】
因みに、保持器１０の表面硬さをＨｖ４５０としたトリポード型等速自在継手（本発明品）を複数用意し、これらのトリポード型等速自在継手において、上記表面硬さの設定値が保持器１０の耐久性に与える影響を調べるための耐久試験を行なったところ、ワイブル確率紙に表示した図５に示す結果を得た。
【００３３】
その比較として、保持器の表面硬さをＨｖ１００としたトリポード型等速自在継手（比較品）を複数用意し、これらのトリポード型等速自在継手において、上記表面硬さの設定値が耐久性に与える影響を調べるための耐久試験を行なったところ、同様にワイブル確率紙に表示した図６に示す結果を得た。
【００３４】
図５および図６において、グラフ（イ）は、時間（ｔ）との経過と共に耐久性が低下（故障）した等速自在継手の発生個数の割合いを測定した結果を示し、測定点を数式化するための直線で近似した近似線を最小２乗法で求めて描いたものである。この近似線の傾きが小さいほど長寿命の傾向にあることを意味する。また、グラフ（ロ）は、ワイブル解析に基づく計算をするための仮定線を示す。
【００３５】
ここで、ワイブル解析を行なう際の分布関数を次のようにして設定して解析を行なった。一般に、ワイブル分布の時間（ｔ）における分布関数（不信頼度）Ｆ（ｔ）は次式で表わされる。
【００３６】
【数１】
2005321033.tif 000003
【００３７】
上記各式で表示される密度関数ｆ（ｔ）、平均寿命（ＭＴＴＦ）を計算するため、図５、図６のグラフ（イ）の直線を（ロ）の位置に移動したと仮定して、Ｔ＝０となる直線の値（Ｙ）を読み取ることによりｍ値が得られ、さらに、（イ）の直線のＹ値が０となる時点Ｔの値からηの値が計算により得られる。図示のように、図５の場合は、ｍ＝２．０９、η＝７７６．５５となり、このパラメータ値を用いてＭＴＴＦを求めると、ＭＴＴＦ＝６８７．８１となる。同様に、図６の場合は、ｍ＝３．０３、η＝５１２．８２が得られ、これからＭＴＴＦ＝４５８．１４となる。
【００３８】
上述したように、ワイブル確率紙のグラフから得られる平均寿命（ＭＴＴＦ）を評価値の代表値として用い、その値が大きいほど長寿命となる。したがって、上記試験結果から明らかなように、保持器１０の表面硬さをＨｖ４５０とした本発明品が比較品より長寿命であることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この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縦断正面図
【図２】図１の一部切欠側面図
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図
【図４】図２に示すストッパリングの斜視図
【図５】本発明品のワイブル確率紙における故障確率測定グラフ
【図６】比較品のワイブル確率紙における故障確率測定グラフ
【符号の説明】
【００４０】
１          外輪
２          トラック溝
３          軌道溝
４          トリポード部材
５          脚軸
６          ガイドブロック
８          軌道溝
９          ボール
１０        保持器
１０ａ      板体部
３１        レバー
３３、３４  ピン
３５        ガイド溝
【図１】
2005321033.tif 000004
【図２】
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【図３】
2005321033.tif 000006
【図４】
2005321033.tif 000007
【図５】
2005321033.tif 000008
【図６】
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