(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周部にトラック溝が形成された外側継手部材と、外側継手部材のトラック溝に向けて半径方向に突出した脚軸を有したトリポード部材と、トリポード部材の各脚軸に外嵌したインナーリングと、インナーリングに回動自在に支持し、外側継手部材のトラック溝に挿入したアウターリングと、アウターリングの内周面に形成したスナップリング溝に装着され、インナーリングの軸方向の動きを規制するスナップリングとを備えた等速自在継手において、
前記スナップリングは、該スナップリングの半径方向に対して斜めにスリットを形成した有端リングで、弾性的に縮径させてアウターリングのスナップリング溝に装着するものであって、前記スナップリングをアウターリングに装着する際に、スナップリングの端部が干渉しないように、前記スナップリングの斜めに形成したスリットの内径側に延在した端部の外径側の角と、スリットの外径側に延在した端部の内径側の角の少なくとも一方に面取りを施したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記スナップリングの外周縁では、インナーリング側の角部の面取量をＡとし、インナーリングとは反対側の角部の面取量をＢとしたとき、Ａ＜Ｂを満足する構成にした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】
前記スナップリングの内周縁では、インナーリング側の角部の面取量をＡとし、インナーリングとは反対側の角部の面取量をＢとしたとき、Ａ＜Ｂを満足する構成にした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】
本発明は等速自在継手に関するものであり、特に、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】
トリポード型等速自在継手３０Ａは、例えば、図１に示すように、半径方向に突出した三本の脚軸５を備えたトリポード部材２を一方の軸に結合し、軸方向に延びる三つのトラック溝３を備えた中空円筒状の外側継手部材１を他方の軸に結合し、外側継手部材１のトラック溝３内に、トリポード部材２の脚軸５に外嵌したローラ２０Ａを収容して回転トルクの伝達を行っている。このトリポード型等速自在継手は、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継手として使用されている。
【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が作動角をとりつつ回転トルクを伝達する際、脚軸の傾きに伴ってローラとローラ案内面とが互いに斜交した状態になると、両者の間に滑りが生じ、ローラの円滑な転動が妨げられて誘起スラストが大きくなる。また、ローラとローラ案内面との間の摩擦力によって、外側継手部材とトリポード部材とが軸方向に相対変位する際のスライド抵抗が大きくなる。
【０００４】
このような誘起スラストやスライド抵抗は、等速自在継手が例えば自動車のドライブシャフトやプロペラシャフトに用いられる場合は車体の振動や騒音の発生原因となり、自動車のＮＶＨ性能に悪影響を与える。斯かる誘起スラストやスライド抵抗を低減するため、図２に示すように、脚軸５に対するローラ２０Ａの傾動を自在にする機構を備えたトリポード型等速自在継手が提案されている。
【０００５】
例えば、特開２０００−３２０５６３号公報、特開２００１−１３２７６６号公報に開示されたものは、トリポード部材の脚軸にローラアッセンブリが取り付けてある。ローラアッセンブリは、例えば、図３に示すように、アウターリング６、総ころ状態の針状ころ７、一対のスナップリング１０及びインナーリング８で構成されている。アウターリング６は針状ころ７を介してインナーリング８の外周に回転可能に外嵌している。
【０００６】
インナーリング８と脚軸の組み合わせ方は、インナーリング８の内周面８ａを図３のように凸曲面状にする場合は、図１に示すように、脚軸５の横断面を例えば楕円形にするとよい。また、図４に示すように、インナーリング８の内周面８ａを円筒面とする場合は、図５に示すように、脚軸５の外周面５ａを例えば真球面にするとよい。いずれの組み合わせ方も、インナーリング８に対して脚軸が首振り自在になるため、ローラアッセンブリ２０Ａ、２０Ｂがローラ案内面４に対して斜行するのを抑えることができる。これにより、ローラアッセンブリ２０Ａ、２０Ｂをローラ案内面４に対して定姿勢で円滑に転動させることができ、前述の誘起スラストやスライド抵抗を低減させることができる。
【０００７】
総ころ状態の針状ころ７とインナーリング８は、図３、図４のように、一対のスナップリング１０によって抜止め規制している。すなわち、アウターリング６の内周面６ａの幅方向両側に、針状ころ７の長さに略対応する内幅寸法Ｕで一対のスナップリング溝９を形成し、このスナップリング溝９に一対のスナップリング１０を嵌合している。スナップリング１０は、図６に示すように、斜めにスリット１１を形成した有端リングで、弾性的に縮径させてアウターリング６のスナップリング溝９に装着している。
【特許文献１】特開２０００−３２０５６３号公報
【特許文献２】特開２００１−１３２７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
スナップリング１０は、弾性的に縮径させてアウターリング６のスナップリング溝９に装着する際に、螺旋状に弾性変形させつつ縮径させるが、このときスリット１１の端部１２、１３が干渉する場合があり、組付作業の作業性が悪い場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る等速自在継手は、斯かるローラアッセンブリについて、スナップリングが、該スナップリングの半径方向に対して斜めにスリットを形成した有端リングで、弾性的に縮径させてアウターリングのスナップリング溝に装着するものであって、スナップリングをアウターリングに装着する際に、スナップリングの端部が干渉しないように、スナップリングの斜めに形成したスリットの内径側に延在した端部の外径側の角と、スリットの外径側に延在した端部の内径側の角の少なくとも一方に面取りを施したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この等速自在継手によれば、スナップリングが半径方向に対して斜めのスリットを有する有端リングで、弾性的に縮径させてアウターリングに装着するものであって、スナップリングをアウターリングに装着する際に、スナップリングの端部が干渉しないように、スナップリングの斜めに形成したスリットの内径側に延在した端部の外径側の角と、スリットの外径側に延在した端部の内径側の角の少なくとも一方に面取りを施したので、スナップリングをアウターリングに装着する組付作業の作業性が悪くなることがなく、スナップリングの組み付け不良を確実に防止することができ、不良部品の発生を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る等速自在継手を図面に基づいて説明する。なお、図面には同じ作用を奏する部材・部位に同じ符号を付している。
【００１２】
第１の形態に係る等速自在継手３０Ａは、図１及び図２に示すように、外側継手部材１とトリポード部材２とを主体として構成され、駆動側と従動側で連結すべき二軸（図示省略）の一方が外側継手部材１に連結され、他方がトリポード部材２に連結される。この等速自在継手３０Ａは、図２のように連結される２軸が作動角θをとった場合でも、等速で回転トルクを伝達すると共に、軸方向の相対変位を許容する。
【００１３】
外側継手部材１は一端が開口し他端が閉塞した略円筒カップ状をなし（図２参照）、その他端に一方の軸が一体的に設けられ、内周部に軸方向に延びる三本のトラック溝３が中心軸の周りに１２０°間隔で形成される。各トラック溝３は、その円周方向で向かい合った側壁にそれぞれ凹曲面状の一対のローラ案内面４を軸方向に形成する。
【００１４】
トリポード部材２は、半径方向に突出した三本の脚軸５を有し、他方の軸にセレーション（又はスプライン）嵌合により保持される。各脚軸５にはアウターリング６が取り付けてあり、このアウターリング６が外側継手部材１のトラック溝３内に収容される。アウターリング６の外周面は、ローラ案内面４に適合する凸曲面状を成す。詳しくは、アウターリング６の外周面は、脚軸５の軸線から半径方向に離れた位置に曲率中心を有する円弧を母線とする凸曲面であり、ローラ案内面４の断面形状は二つの曲率半径からなるゴシックアーチ状をなし、これにより、アウターリング６の外周面とローラ案内面４とをアンギュラ接触させる。図１に、アンギュラ接触する二つの接触点の作用線を一点鎖線ａで示す。アウターリング６の凸曲面状の外周面に対してローラ案内面４の断面形状をテーパ形状としても両者のアンギュラ接触が実現する。
【００１５】
図３に示すように、アウターリング６の内周面６ａには、針状ころ７を介してインナーリング８が回転自在に内嵌される。針状ころ７とインナーリング８は、一対のスナップリング１０によって抜け止め規制される。このスナップリング１０は、針状ころ７の長さないしインナーリング８の厚み幅に対応してアウターリング６の内周面６ａに形成された一対のスナップリング溝９に嵌合される。
【００１６】
次に、第２の形態に係る等速自在継手３０Ｂを説明する。なお、等速自在継手３０Ｂは、基本構成が第１の形態に係る等速自在継手３０Ａ（図１参照）と同じであり、両者において同様の作用を奏する部材、部位に同じ符号を付して説明する。
【００１７】
第２の形態に係る等速自在継手３０Ｂは、図５に示すように、トリポード部材２の脚軸５の外周面を真球面５ａにし、この真球面５ａに、図４に示すローラアッセンブリ２０Ｂのインナーリング８を揺動可能かつ摺動可能に外嵌している。また、外側継手部材１のローラ案内面４は部分円筒面とし、アウターリング６の外周面は部分球面で構成している。また、外側継手部材１のローラ案内面４に隣接して鍔部１ａを形成し、この鍔部１ａによってローラアッセンブリ２０Ｂのアウターリング６を定姿勢でトラック溝３の方向にガイドしている。その他の構成は、第１の形態に係る等速自在継手３０Ａ（図１参照）と同様であって、ローラアッセンブリ２０Ｂの針状ころ７がインナーリング８の円筒形外周面とアウターリング６の円筒形内周面との間に総ころ状態で配設されるとともに、針状ころ７とインナーリング８の両端面が円環状のスナップリング１０で抜け止め規制されている。
【００１８】
斯かる第１の形態、第２の形態に係る等速自在継手３０Ａ、３０Ｂにおいて、スナップリング１０は、斜めにスリットを形成した有端リングで、弾性的に縮径させてアウターリング６に装着するものである。そして、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スナップリング１０の端部が干渉しないように、スナップリング１０の少なくとも一方の端部に面取りを施している。
【００１９】
この実施形態では、スナップリング１０は、図７に示すように、斜めに形成したスリット１１の内径側に延在した端部１２の外径側の角１２ａを面取りして、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スリット１１の両側の端部１２、１３が干渉しないようにした。
【００２０】
これにより、スナップリング１０をやや螺旋状にして縮径させてアウターリング６に装着する際に、スリット１１の両側の端部１２、１３が干渉しないので、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際の作業性がよく、組み付け不良を確実に防止することができ、スナップリング１０について不良部品が発生するのを防止することができる。
【００２１】
また、他の実施形態として、図８に示すように、スリット１１の外径側に延在した端部１３の内径側の角１３ａを面取りして、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スリット１１の両側の端部１２、１３が干渉しないようにしてもよい。この場合も、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スリット１１の両側の端部１２、１３が干渉せず、螺旋状に縮径させることができるから、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際の作業性がよく、組み付け不良を確実に防止することができ、スナップリング１０について不良部品の発生を少なくすることができる。
【００２２】
なお、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スリット１１の両側の端部１２、１３が干渉しないようにすればよいので、面取りの方法は上記の実施形態に限定されない。
【００２３】
例えば、上記の実施形態では、スリット１１の内径側に延在した端部１２の外径側の角１２ａ又はスリット１１の外径側に延在した端部１３の外径側の角１３ａをＣ面取りしたものを例示したが、斯かる部位をＣ面取りする代わりに、Ｒ面取りを施してスナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スリット１１の両側の端部１２、１３が干渉しないようにしてもよい。また、スリット１１の内径側に延在した端部１２の外径側の角１２ａと、スリット１１の外径側に延在した端部１３の内径側の角１３ａの両方に面取りを施して、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スリット１１の両側の端部１２、１３が干渉しないようにしてもよい。なお、面取りを行う場合は、図９に示す参考例のように、スリット１１の内径側に延在した端部１２の外径側の角１２ａ又はスリット１１の外径側に延在した端部１３の外径側の角１３ａの何れか一方の端部（図９では、端部１２）を全体的に面取りし、両端部を異なる角度で傾斜させてもよい。
【００２４】
これにより、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スリット１１の両側の端部１２、１３が干渉せず、螺旋状に縮径させることができるから、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際の作業性がよく、組み付け不良を確実に防止することができ、スナップリング１０について不良部品の発生を少なくすることができる。
【００２５】
なお、上記の形態において、スナップリング１０の端部１２、１３に施した面取りは、スナップリング１０はアウターリング６に装着した際に、アウターリング６と、インナーリング８および針状ころ７を係合させるというスナップリング１０本来の機能が損なわない程度に行う。
【００２６】
以上、本発明の一実施形態に係る等速自在継手、特にスナップリングを説明したが、本発明に係る等速自在継手は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００２７】
例えば、従来のスナップリング１０は、図１０に示すように、断面が略矩形で各角部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを、それぞれ一様に（例えば、roで）面取りしたものである。本発明においては、スナップリング１０を、同様に、断面が略矩形で各角をそれぞれ一様に面取りしたものを採用することができる。
【００２８】
しかし、ローラアッセンブリの組付けにおいては、スナップリング１０をやや縮径させた状態で、図１１に示すように、傾斜させてアウターリング６のスナップリング溝９内に向けて矢印ｂの方向に装着するが、スナップリング１０の厚さｔに対してスナップリング溝９の溝幅Ｗはあまり広くない。
【００２９】
これはスナップリング１０自体のガタつき、ひいてはインナーリング８及び針状ころ７のガタつきを抑制するためである。このため、スナップリング溝９にスナップリング１０を挿入する時、スナップリング溝９の外側エッジ部９ａがスナップリング１０の外側面に接触して擦れ、この擦れによる摩擦抵抗のためにスナップリング１０を挿入しにくく、組み立てに時間が掛かる場合がある。
【００３０】
そこで、上述のように、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スナップリング１０の端部が干渉しないように、スナップリング１０の端部１２、１３のうち少なくとも一方の端部に面取りを施すことと併せて、図１２に示すように、スナップリング１０の外周縁１６で、インナーリング８とは反対側（アウターリング６に装着した際に外側となる側）に位置する角部１０ａの面取量を、スナップリング溝９にスナップリング１０を挿入する時、スナップリング溝９の外側エッジ部９ａに対するスナップリング１０の摩擦抵抗が軽減される程度に大きくするとよい。なお、ここで「面取量」は、Ｒ面取り又はＣ面取りで切除された部分の直交２辺の一辺の長さである。
【００３１】
また、スナップリング１０の他の問題として、アキシャル荷重の程度によってはスナップリング１０の装着状態が不安定になるという問題がある。すなわち、図１３はスナップリング１０の傾斜をやや誇張して示しているが、例えばインナーリング８からスナップリング１０に向けて矢印ｃで示すように外側方向のアキシャル荷重が負荷されると、スナップリング１０が外側方向にたわむ（たわみ量δ）。このとき、スナップリング１０の外周縁１６で、内側の角部１０ｂがスナップリング溝９の内側面９ｂと擦れることで、ある程度、スナップリング１０の外側方向へのたわみ量は抑制される。しかし、角部１０ｂの面取量が大き過ぎるような場合には、たわみ量δが大きくなり、アキシャル荷重の程度によってはスナップリング１０の装着状態が不安定になる。
【００３２】
そこで、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スナップリング１０の端部が干渉しないように、スナップリング１０の少なくとも一方の端部に面取りを施すことと併せて、スナップリング１０の外周縁１６で、インナーリング側（アウターリング６に装着した際に内側となる側）に位置する角部１０ｂの面取量を小さくするとよい。
【００３３】
これにより、図１４に示すように、インナーリング８からスナップリング１０にアキシャル荷重が加わった際にスナップリング溝９の内側面９ｂとスナップリング１０の角部１０ｂとを少ないたわみ量で接触させることができ、スナップリング１０がアウターリング６に装着された状態が安定する。
【００３４】
また、スナップリング１０の他の問題として、アキシャル荷重によるスナップリング１０の疲労の問題がある。すなわち、図１３に示すように、インナーリング８からスナップリング１０の内側面に対して矢印で示すように外側方向へのアキシャル荷重が負荷されると、前述したようにスナップリング１０が外側方向にたわむ。この際、スナップリング１０の内周縁で、外側の角部１０ｃは、変形量が大きく、この角部１０ｃの近傍に最大引張応力が発生する。この最大引張応力は、継手の回転により繰り返し発生するから、この角部１０ｃ近傍は金属疲労を起こしやすい。
【００３５】
そこで、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スナップリング１０の端部が干渉しないように、スナップリング１０の少なくとも一方の端部に面取りを施すことと併せて、図１４に示すように、この角部１０ｃの面取量を大きくするとよい。これにより、スナップリング１０にアキシャル荷重が加わった際にスナップリング１０の当該角部１０ｃに生じる最大引張応力を低減することができ、当該部位における金属疲労を軽減することができる。
【００３６】
また、スナップリング１０の他の問題として、スナップリング１０からインナーリング８に伝達される回転力が減少する問題がある。すなわち、図１５に示すように、アウターリング６が回転すると、その回転力は、主としてスナップリング１０を経てインナーリング８に伝達されるが、スナップリング１０の内周縁１７で、内側の角部１０ｄの面取量が大き過ぎるような場合には、インナーリング８とスナップリング１０の引っ掛かり代Ｓが減るので、この部分での摩擦力が低下し、スナップリング１０からインナーリング８に伝達される回転力が減少することになる。インナーリング８の回転力が減少すると、アウターリング６とインナーリング８の相対回転量が増大し、インナーリング８と針状ころ７の寿命が低下する場合があり、等速自在継手全体の耐久性を低下させないようにするためには、斯かる事象は好ましくない。
【００３７】
そこで、スナップリング１０をアウターリング６に装着する際に、スナップリング１０の端部が干渉しないように、スナップリング１０の少なくとも一方の端部に面取りを施すことと併せて、図１６に示すように、この角部１０ｄの面取量を小さくするとよい。これにより、インナーリング８と当接するスナップリング１０の引っ掛かり代Ｓが増加するから、アウターリング６からスナップリング１０を経由してインナーリング８に伝達するトルクが増大し、アウターリング６とインナーリング８の相対回転量が低減し、等速自在継手全体の耐久性が低下するのを防止できる。
【００３８】
このように、スナップリング１０の端面は、スナップリング１０の外周縁１６では、インナーリング８とは反対側に位置する角部１０ａの面取量を大きくし、インナーリング８側に位置する角部１０ｂの面取量を小さくするとよい。また、スナップリング１０の内周縁１７では、インナーリング８とは反対側の角部１０ｃの面取量を大きくするとよく、インナーリング側の角部１０ｄの面取量を小さくするとよい。従って、スナップリング１０の外周縁１６では、インナーリング８側の角部１０ｂの面取量をＡとし、インナーリング８とは反対側の角部１０ａの面取量をＢとしたとき、Ａ＜Ｂを満足する構成にするとよい。また、スナップリングの内周縁１７では、インナーリング８側の角部１０ｄの面取量をＡとし、インナーリング８とは反対側の角部１０ｃの面取量をＢとしたとき、Ａ＜Ｂを満足する構成にするとよい。
【００３９】
なお、スナップリング１０の端面については、上記の実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、図１７に示すように４つの角部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに施す面取りは、Ｒ面取り、Ｃ面取りの何れでもよく、これらの面取りを任意に組み合わせてもよい。また、前記実施の形態ではＲ面取り又はＣ面取りの典型的な形状として円弧又は直線を例示したが、Ｒ面取りの円弧は厳密な意味の円弧である必要は必ずしもなく、円弧に近い曲線で実質的にＲ面取りを構成してもよいし、直線に近い曲線で実質的にＣ面取りを構成してもよい。また、Ｒ面取り又はＣ面取りの面取量は、上述した作用効果が得られる範囲であれば、実際にスナップリング１０を使用する等速自在継手のアウターリング６やインナーリング８の内外径、或いはスナップリング溝９の形成位置等に応じて適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の形態に係るトリポード型等速自在継手を示す縦断面図。
【図２】第１の形態に係るトリポード型等速自在継手を示す横断側面図。
【図３】第１の形態に係るトリポード型等速自在継手のローラアッセンブリを示す断面図。
【図４】第２の形態に係るトリポード型等速自在継手のローラアッセンブリを示す断面図。
【図５】第２の形態に係るトリポード型等速自在継手を示す縦断面図。
【図６】ローラアッセンブリに用いられるスナップリングを示す図。
【図７】本発明の一実施形態に係る等速自在継手のスナップリングを示す図。
【図８】本発明の他の実施形態に係る等速自在継手のスナップリングを示す図。
【図９】参考例に係る等速自在継手のスナップリングを示す図。
【図１０】ローラアッセンブリに用いられるスナップリングを示す断面図。
【図１１】アウターリングにスナップリングを装着する際の状態を示す断面図。
【図１２】本発明の一実施形態に係る等速自在継手のスナップリングに関し、アウターリングにスナップリングを装着する際の状態を示す断面図。
【図１３】等速自在継手のスナップリングの使用状態を示す断面図。
【図１４】本発明の一実施形態に係る等速自在継手のスナップリングの使用の状態を示す断面図。
【図１５】本発明の一実施形態に係る等速自在継手のスナップリングの使用の状態を示す断面図。
【図１６】本発明の一実施形態に係る等速自在継手のスナップリングの使用の状態を示す断面図。
【図１７】本発明の一実施形態に係る等速自在継手のスナップリングを示す断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１     外側継手部材
２     トリポード部材
３     トラック溝
４     ローラ案内面
５     脚軸
６     アウターリング
６ａ   内周面
８     インナーリング
８ａ   内周面
９     スナップリング溝
９ｂ   内側面
９ａ   外側エッジ部
１０   スナップリング
１０ａ〜１０ｄ       角部
１０ｅ 内側面
１１   スリット
１２   内径側に延在した端部
１３   外径側に延在した端部
１６   外周縁
１７   内周縁
２０Ａ、２０Ｂ       ローラアッセンブリ
３０Ａ、３０Ｂ       等速自在継手
【図１】
0004602177.tif 000002
【図２】
0004602177.tif 000003
【図３】
0004602177.tif 000004
【図４】
0004602177.tif 000005
【図５】
0004602177.tif 000006
【図６】
0004602177.tif 000007
【図７】
0004602177.tif 000008
【図８】
0004602177.tif 000009
【図９】
0004602177.tif 000010
【図１０】
0004602177.tif 000011
【図１１】
0004602177.tif 000012
【図１２】
0004602177.tif 000013
【図１３】
0004602177.tif 000014
【図１４】
0004602177.tif 000015
【図１５】
0004602177.tif 000016
【図１６】
0004602177.tif 000017
【図１７】
0004602177.tif 000018