(57)【要約】【課題】  ローラ機構の内部でのグリースの潤滑性を良好にし、耐久性の向上を図る。【解決手段】  内周部に軸方向の三本のトラック溝が形成され、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、半径方向に突出した三本の脚軸を有し、その脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に直交する略楕円形としたトリポード部材と、トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着され、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構３７とを備え、ローラ機構３７は、複数のローラ部品３２，３４，３６を含むアッセンブリ体であり、ローラ機構３７の組み立て時に、ローラ部品３２，３４，３６間で形成された密閉空間３８にグリース３９を封入する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周部に軸方向の三本のトラック溝が形成され、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方部材と、半径方向に突出した三本の脚軸を有し、その脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に直交する略楕円形としたトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着され、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、前記ローラ機構は、複数のローラ部品を含むアッセンブリ体であり、前記ローラ部品間で形成された密閉空間に潤滑剤を封入したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記ローラ機構は、ローラ案内面に沿って外方部材の軸線と平行な方向に案内される外ローラと、脚軸の外周面に外嵌されて複数の転動体を介して前記外ローラを回転自在に支持する内ローラとからなるローラ部品で構成されたアッセンブリ体とした請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
内周部に軸方向の三本のトラック溝が形成され、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方部材と、半径方向に突出した三本の脚軸を有し、その脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に直交する略楕円形としたトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着され、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、前記ローラ機構は、複数のローラ部品を含むアッセンブリ体とした等速自在継手の製造方法であって、前記ローラ機構の組み立て時、前記ローラ部品間で形成された密閉空間に潤滑剤を封入することを特徴とする等速自在継手の製造方法。
【請求項４】
前記ローラ機構の組み立て時、ローラ部品の少なくともいずれか一つの密閉空間対向面に潤滑剤を塗布する請求項３に記載の等速自在継手の製造方法。
【請求項５】
前記ローラ機構は、ローラ案内面に沿って外方部材の軸線と平行な方向に案内される外ローラと、脚軸の外周面に外嵌されて複数の転動体を介して前記外ローラを回転自在に支持する内ローラとからなるローラ部品で構成されたアッセンブリ体とした請求項３又は４に記載の等速自在継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手及びその製造方法に関し、詳しくは、駆動側と従動側の二軸間で軸方向変位および角度変位を許容する摺動式等速自在継手の一種で、例えば自動車、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等速自在継手及びその製造方法に関する。
【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、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し、しかも、軸方向の相対変位をも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、内周部に軸方向の三本のトラック溝が形成され、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方部材としての外輪と、半径方向に突出した三本の脚軸を有する内方部材としてのトリポード部材と、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。駆動側と従動側の二軸の一方が外輪に連結され、他方がトリポード部材に連結される。
【０００４】
このようにトリポード部材の脚軸と外輪のローラ案内面とがローラを介して二軸の回転方向に係合することにより、駆動側から従動側へ回転トルクが等速で伝達される。また、ローラが脚軸に対して回転しながらローラ案内面上を転動することにより、外輪とトリポード部材との間の相対的な軸方向変位や角度変位が吸収される。
【０００５】
このトリポード型等速自在継手には、ローラを複数の針状ころを介して脚軸の外周面に装着した構造のものがあるが、外輪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となるので、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という問題がある。また、ローラとローラ案内面との間の摩擦力によって、外輪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という問題がある。
【０００６】
なお、誘起スラストとは、等速自在継手が回転中にある角度でトルクが負荷されたときに、その継手内部の摩擦により発生するスラスト力をいい、トリポード型の場合は、主として三次成分として強く現出する。また、スライド抵抗とは、トリポード型等速自在継手のように摺動式継手で、外輪とトリポード部材が互いに摺動する時に発生する軸方向摩擦力の大きさのことをいう。
【０００７】
前述したローラとローラ案内面とが斜交状態となる問題を解消して、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図るため、脚軸に対するローラの傾動および軸方向変位を自在とするローラ機構を備えたトリポード型等速自在継手が種々提案されている。
【０００８】
この種のトリポード型等速自在継手として、外ローラを複数の針状ころを介して内ローラに回転可能に組み付けてローラ機構（アッセンブリ体）を構成し、内ローラの内周面を円弧状凸断面に形成して脚軸の外周面に外嵌した構成が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。針状ころは、内ローラの円筒形外周面と外ローラの円筒形内周面との間にいわゆる総ころ状態で配置され、円環状の止め輪で抜け止めがなされている。
【０００９】
この構成によれば、内ローラの凸曲面状の内周面と脚軸の凸曲面状の外周面との間の滑りによって、脚軸に対するローラ機構の傾動および軸方向変位が自在となることから、外ローラとローラ案内面とが斜交状態となることを回避することができる。
【００１０】
また、脚軸の横断面形状を、継手の軸線と直交する方向で内ローラの内周面と接触すると共に、継手の軸線方向で内ローラの内周面との間に隙間を形成するような形状、例えば楕円形としている。
【００１１】
これにより、継手が作動角をとった時、ローラ機構の姿勢を変えることなく、脚軸が外輪に対して傾くことができる。しかも、脚軸の外周面と内ローラとの接触楕円が横長から点に近づくため、ローラ機構を傾けようとする摩擦モーメントが低減する。したがって、ローラ機構の姿勢が常に安定し、外ローラがローラ案内面と平行に保持されるため、円滑に転動することができる。
【特許文献１】特開２０００−３２０５６３号公報
【特許文献２】特開２００２−２４２９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、前述したトリポード型等速自在継手では、ローラ機構における外ローラと内ローラ間、つまり、外ローラの内周面と内ローラの外周面と止め輪とで囲撓され、針状ころが収容された空間がほぼ密閉された空間となっている。従って、この密閉空間には、外部からのグリース流入が困難なため、外ローラと針状ころ間、および内ローラと針状ころ間での潤滑性が悪く、外ローラ、針状ころおよび内ローラからなる金属部品同士が直接接触することになり、耐久性を低下させる可能性がある。
【００１３】
また、前述したローラ機構は、外ローラ、針状ころおよび内ローラを組み付けたアッセンブリ体であり、針状ころは、内ローラの円筒形外周面と外ローラの円筒形内周面との間にいわゆる総ころ状態で配置されることから、グリースがないと、アッセンブリ体を組み立てる際、それら針状ころが不安定であり、アッセンブリ体の組み立ても困難であるという問題もあった。
【００１４】
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、ローラ機構の内部でのグリースの潤滑性を良好にし、耐久性の向上を図り得る等速自在継手及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明に係る等速自在継手は、内周部に軸方向の三本のトラック溝が形成され、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方部材と、半径方向に突出した三本の脚軸を有し、その脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に直交する略楕円形としたトリポード部材と、トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着され、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、ローラ機構は、複数のローラ部品を含むアッセンブリ体であり、ローラ部品間で形成された密閉空間に潤滑剤を封入したことを特徴とする。ここで、「略楕円形」とは、字義どおりの楕円形のほか、一般に卵形、小判形などと称される形状も含まれる。
【００１６】
前述の構成におけるローラ機構としては、ローラ案内面に沿って外方部材の軸線と平行な方向に案内される外ローラと、脚軸の外周面に外嵌されて複数の転動体を介して外ローラを回転自在に支持する内ローラとからなるローラ部品で構成されたアッセンブリ体を適用することが可能である。この転動体としては、針状ころを使用することが可能である。
【００１７】
本発明に係る等速自在継手では、ローラ機構を構成するローラ部品間で形成された密閉空間に潤滑剤を封入したことにより、ローラ部品間が密閉空間であって外部からのグリース流入が困難であっても、その密閉空間内に潤滑剤を保持することができて、金属製のローラ部品同士が直接接触することを回避できるので、十分な潤滑性を確保することができる。
【００１８】
また、等速自在継手の作動開始からしばらく経過して、ローラ部品間の密閉空間に外部からのグリース流入があったとしても、その作動開始直後では、密閉空間にグリースがなくローラ部品が損傷を受ける可能性がある。そこで、本発明に係る等速自在継手の製造方法では、ローラ機構の組み立て時、ローラ部品間で形成された密閉空間に潤滑剤を封入することを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、ローラ機構の組み立て時に密閉空間に潤滑剤が存在することになり、等速自在継手の作動開始直後であっても、密閉空間に潤滑剤を保持することができて、十分な潤滑性を確保することができ、ローラ部品の初期損傷を抑止することができる。
【００２０】
さらに、このローラ機構の組み立て時、ローラ部品の少なくともいずれか一つの密閉空間対向面に潤滑剤を塗布するようにすれば、外ローラ内に針状ころを並べた後に内ローラを挿入する場合であっても、その外ローラに対するローラ部品の位置保持を潤滑剤で行うことができるので、ローラ部品の位置保持のための工程あるいは治具が不要となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ローラ機構を構成するローラ部品間で形成された密閉空間に潤滑剤を封入したことにより、ローラ部品間が密閉空間であって外部からのグリース流入が困難であっても、その密閉空間内に潤滑剤を保持することができて、金属製のローラ部品同士が直接接触することを回避できるので、十分な潤滑性を確保することができて耐久性の向上が図れ、長寿命の等速自在継手を提供できる。
【００２２】
また、このローラ部品間での密閉空間への潤滑剤封入をローラ機構の組み立て時に行えば、そのローラ機構の組み立て時に密閉空間に潤滑剤が存在することになり、等速自在継手の作動開始直後であっても、密閉空間に潤滑剤を保持することができて、十分な潤滑性を確保することができ、ローラ部品の初期損傷を抑止することができ、信頼性の向上が図れる。
【００２３】
さらに、このローラ機構の組み立て時、ローラ部品の少なくともいずれか一つの密閉空間対向面に潤滑剤を塗布するようにすれば、外ローラ内に針状ころを並べた後に内ローラを挿入する場合であっても、その外ローラに対するローラ部品の位置保持を潤滑剤で行うことができるので、ローラ部品の位置保持のための工程あるいは治具が不要となってローラ機構の組み立ての簡易化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。図１および図２は等速自在継手の全体構成、図３はその等速自在継手の脚軸およびローラ機構、図４はローラ機構の全体構成をそれぞれ示す。
【００２５】
この実施形態のトリポード型等速自在継手は、図１および図２に示すように外方部材としての外輪１０とトリポード部材２０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の一方が外輪１０に連結され、他方がトリポード部材２０に連結されて作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し、しかも、軸方向の相対変位をも許容することができる構成を備えている。
【００２６】
外輪１０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（図示せず）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１２が中心軸の周りに１２０°間隔で形成されている。各トラック溝１２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ローラ案内面１４が軸方向に形成されている。
【００２７】
トリポード部材２０は、半径方向に突出した三本の脚軸２２を有し、他方の軸（図示せず）にセレーション（スプライン）嵌合により保持されている。各脚軸２２には外ローラ３４が取り付けてあり、この外ローラ３４が外輪１０のトラック溝１２内に収容され、その外ローラ３４の外周面３４ａはローラ案内面１４に適合する凸曲面状をなす。
【００２８】
外ローラ３４の外周面３４ａは、脚軸２２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１４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、外ローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とをアンギュラ接触させている。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で示している。外ローラ３４の凸曲面状の外周面３４ａに対してローラ案内面１４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。
【００２９】
このように外ローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とのアンギュラ接触により、外ローラ３４が振れにくくなるために姿勢の安定化が図れる。なお、アンギュラ接触を採用しない場合には、例えば、ローラ案内面１４を軸線が外輪１０の軸線と平行な円筒面の一部で構成し、その断面形状を外ローラ３４の外周面３４ａの母線に対応する円弧とすることもできる。
【００３０】
脚軸２２の外周面２２ａは、縦断面で見ると脚軸２２の軸線と平行なストレート形状であり、横断面で見ると、長軸が継手の軸線に直交する楕円形状である。脚軸２２の断面形状は、トリポード部材２０の軸方向で見た肉厚を減少させて略楕円状としてある。言い換えれば、脚軸２２の断面形状は、トリポード部材２０の軸方向で互いに向き合った面が相互方向に、つまり、仮想円筒面よりも小径側に退避している。
【００３１】
一方、内ローラ３２の内周面３２ｂは円弧状凸断面を有する。このことと、脚軸２２の断面形状が上述のように略楕円形状であり、脚軸２２と内ローラ３２との間には所定の隙間が設けてあることから、内ローラ３２は脚軸２２の軸方向での移動が可能であるばかりでなく、脚軸２２に対して首振り揺動自在である。また、上述のように内ローラ３２と外ローラ３４は針状ころ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２２に対し、内ローラ３２と外ローラ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２２の軸線を含む平面内で、脚軸２２の軸線に対して内ローラ３２および外ローラ３４の軸線が傾くことを意味する。
【００３２】
この等速自在継手では、脚軸２２の横断面が略楕円状で、内ローラ３２の内周面３２ｂの横断面が円弧状凸断面であることから、両者の接触楕円は点に近いものとなり、同時に面積も小さくなる。したがって、ローラ機構３７を傾かせようとする力が非常に低減し、外ローラ３４の姿勢の安定性が一層向上する。これにより、誘起スラストおよびスライド抵抗を低減し、かつ、それらの値のばらつき範囲も小さくなる。そのため、この等速自在継手は、誘起スラストやスライド抵抗の規定値を小さく設定することができ、しかも、規定値内に精度良く規制することが可能である。
【００３３】
脚軸２２の外周面２２ａに内ローラ３２が外嵌している。この内ローラ３２と外ローラ３４とは複数の転動体、例えば針状ころ３６を介してユニット化され、相対回転可能なローラ機構３７（アッセンブリ体）を構成している。すなわち、内ローラ３２の円筒形外周面３２ａを内側軌道面とし、外ローラ３４の円筒形内周面３４ｂを外側軌道面として、これらの内外軌道面間に針状ころ３６が転動自在に介在する。図３に示すように針状ころ３６は、保持器のない、いわゆる総ころ状態で組み込まれている。
【００３４】
これらローラ部品である内ローラ３２、針状ころ３６および外ローラ３４が、それらの軸線方向に相対移動することを規制するために、ローラ機構３７の軸方向両側にそれぞれ係止手段が設けられている。この係止手段として、図４に示すように外ローラ３４の内周面３４ｂに設けられた環状溝３３に止め輪３５が嵌着されている。止め輪３５は、内ローラ３２の端面、針状ころ３６の端面と接触することによって、これらの部材が外ローラ３４に対して軸方向に相対移動することを規制し、針状ころ３６の抜け止めとなっている。
【００３５】
このローラ機構３７において、外ローラ３４と内ローラ３２間、つまり、外ローラ３４の内周面３４ｂと内ローラ３２の外周面３２ａと止め輪３５とで囲撓され、針状ころ３６が収容された空間がほぼ密閉された空間３８となっており、外部からのグリース流入が困難である。
【００３６】
そこで、ローラ機構３７の内部でのグリースの潤滑性を良好にするため、密閉空間３８に潤滑剤、例えばグリース３９を封入する。なお、潤滑剤としては、グリース以外に油や固体潤滑剤を使用することも可能である。ローラ機構３７の内部にグリース３９を封入する手段としては、例えば外ローラ３４の密閉空間３８に対向する内周面３４ｂにグリース３９を予め塗布することが好ましい。このグリース３９の塗布は、外ローラ３４の内周面３４ｂ以外に、内ローラ３２の外周面３２ａあるいは針状ころ３６の表面３６ａに予め塗布するようにしてもよく、ローラ部品である外ローラ３４、針状ころ３６あるいは内ローラ３２の少なくともいずれか一つに塗布しておけばよい。
【００３７】
このようにローラ機構３７の密閉空間３８にグリース３９を封入したことにより、その密閉空間３８に外部からグリースが流入しにくくても、その密閉空間３８でグリース３９を保持することができて、金属製の外ローラ３４、針状ころ３６あるいは内ローラ３２同士が直接接触することを回避できるので、十分な潤滑性を確保することができる。
【００３８】
一方、等速自在継手の作動開始からしばらく経過して、ローラ機構３７の密閉空間３８に外部からのグリース流入があったとしても、その作動開始直後では、密閉空間３８にグリースがなく外ローラ３４、針状ころ３６あるいは内ローラ３２同士の接触によりそれらローラ部品が損傷を受ける可能性があることから、ローラ機構３７の密閉空間３８へのグリース３９の封入は、ローラ機構３７の組み立て時に行えばよい。
【００３９】
このようにすれば、ローラ機構３７の組み立て時に密閉空間３８にグリース３９が存在することになり、等速自在継手の作動開始直後であっても、密閉空間３８にグリース３９を保持することができて、十分な潤滑性を確保することができ、外ローラ３４、針状ころ３６あるいは内ローラ３２の初期損傷を抑止することができる。
【００４０】
さらに、このローラ機構３７の組み立て時、外ローラ３４の内周面３４ｂあるいは針状ころ３６の表面３６ａの少なくともいずれか一つにグリース３９を塗布しておけば、外ローラ３４の内周面３４ｂに針状ころ３６を並べた後に内ローラ３２を挿入する場合であっても、その外ローラ３４に対する針状ころ３６の位置保持をグリース３９で行うことができるので、針状ころ３６の位置保持のための工程あるいは治具が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態で、トリポード型等速自在継手の全体構成を示す横断面図である。
【図２】図１の等速自在継手の縦断面で、作動角をとった状態を示す断面図である。
【図３】図１のトリポード部材の脚軸とローラ機構を示す断面図である。
【図４】図１のローラ機構を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  外方部材（外輪）
１２  トラック溝
１４  ローラ案内面
２０  トリポード部材
２２  脚軸
３２  ローラ部品（内ローラ）
３４  ローラ部品（外ローラ）
３６  ローラ部品〔転動体（針状ころ）〕
３７  ローラ機構
３８  密閉空間
３９  潤滑剤（グリース）
【図１】
2007182973.tif 000003
【図２】
2007182973.tif 000004
【図３】
2007182973.tif 000005
【図４】
2007182973.tif 000006