(57)【要約】【課題】  旋削加工や専用設備を不要とし、簡易な手段により確実な抜け止めを実現容易にすると共に加工工程の簡素化およびコスト低減を図る。【解決手段】  一端に開口部１１を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝１２が形成されると共に各トラック溝１２の内側壁に互いに対向するローラ案内面１４が形成された外側継手部材１０と、径方向に突出した三本の脚軸２２を有するトリポード部材２０と、トリポード部材２０の脚軸２２に回転自在に支持されると共に外側継手部材１０のトラック溝１２に転動自在に挿入されてローラ案内面１４に沿って案内されるローラユニット３０とを備え、ローラユニット３０およびトリポード部材２０を含む内部部品が外側継手部材１０に軸方向摺動自在に収容されたトリポード型等速自在継手であって、外側継手部材１０の開口部１１の内周面でトラック溝１２の両側のローラ案内面１４に、内部部品のローラユニット３０が嵌まり込む凹部１５を設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成されると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面が形成された外側継手部材と、径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、前記トリポード部材の脚軸に回転自在に支持されると共に前記外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されて前記ローラ案内面に沿って案内されるローラとを備え、前記ローラおよびトリポード部材を含む内部部品が前記外側継手部材に軸方向摺動自在に収容されたトリポード型等速自在継手であって、
前記外側継手部材の開口部内周面で前記トラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、前記内部部品のローラが嵌まり込む凹部を設け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】
前記凹部は、前記外側継手部材の開口部に装着されたブーツの干渉による内径側への押圧力でもって嵌まり込む内径側寄り部位に形成されている請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記ブーツは、ゴム製である請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記ブーツは、樹脂製である請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記凹部は、前記外側継手部材の鍛造による同時成形で設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項６】
前記ローラは、前記脚軸に針状ころを介して外嵌されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項７】
前記ローラは、前記脚軸に外嵌されたインナローラの外周側に針状ころを介して配置されたアウタローラであり、前記インナローラの内周面は凸円弧状をなし、前記脚軸は、縦断面において継手の軸線と直交するストレート形状をなし、横断面において継手の軸線と直交する方向で前記インナローラの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で前記インナローラの内周面との間に隙間が形成されている請求項１〜５のいずれか一項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】
本発明は、自動車、航空機、船舶や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えば４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれて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あるトリポード型等速自在継手に関する。
【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ドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれる等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、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得る構造を備えている。
【０００３】
自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、一般的にエンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をシャフトで連結した構造を具備する。
【０００４】
このドライブシャフトに組み付けられる摺動式等速自在継手の一つ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、一端に開口部を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成されると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面が形成された外側継手部材と、径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、そのトリポード部材の脚軸に回転自在に支持されると共に外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されてローラ案内面に沿って案内されるローラとで主要部が構成され、ローラおよびトリポード部材を含む内部部品が外側継手部材に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。
【０００５】
この種のトリポード型等速自在継手を自動車に組み付けるに際しては、このトリポード型等速自在継手をエンジン側（インボード側）に組み付けた後、固定式等速自在継手を駆動車輪側（アウトボード側）に組み付けるのが一般的である。その駆動車輪側では、固定式等速自在継手にハブベアリングを組み付け、ナックルにより車体の懸架装置に組み付けるが、固定式等速自在継手にハブベアリングを組み付けた時点では、ハブベアリングおよびナックルを車体の懸架装置に組み付けていないため、前述のトリポード型等速自在継手には、固定式等速自在継手、ハブベアリングおよびナックルの総荷重（例えば、０．３ｋＮ以上）がかかる場合がある。このような荷重がトリポード型等速自在継手にかかると、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーが生じることがある。そこで、従来では、このスライドオーバーを防止するため、以下のような抜け止め機構が採用されている。
【０００６】
抜け止め機構の一つとしては、外側継手部材の開口部内周面に環状凹溝を設け、その環状凹溝にサークリップを嵌着した構造がある（例えば、特許文献１参照）。このような構造とすることにより、内部部品の軸方向変位時、ローラがサークリップと干渉することでローラの軸方向変位量を規制するようにしている。
【０００７】
また、他の抜け止め機構としては、外側継手部材の開口部端面の内側縁部を加締めにより潰すことで、外側継手部材の開口部内周面に隆起部分を形成した構造がある（例えば、特許文献２参照）。このような構造とすることにより、内部部品の軸方向変位時、ローラが隆起部分と干渉することでローラの軸方向変位量を規制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実用新案登録第２５６０８０６号公報
【特許文献２】特開平１１−３３６７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前述の特許文献１で開示された従来の等速自在継手では、ローラの軸方向変位量を規制するサークリップを外側継手部材に組み付けるため、外側継手部材の開口部内周面に環状凹溝を形成しなければならず、外側継手部材の開口部内周面を旋削加工する必要があり、サークリップも必要となることから、旋削加工および部品点数の増加により製品のコストアップを招くことになる。また、サークリップの組み付けにも手間がかかり、組み付け作業性の低下を招いていた。
【００１０】
また、特許文献２に開示された従来の等速自在継手では、外側継手部材の開口部端面の内側縁部を加締めにより潰すため、加締め治具に対して外側継手部材を正確に位置決めしなければならず、その外側継手部材の位置決めが非常に困難であり、外側継手部材を位置決めするための専用設備を必要とする。また、隆起部分を加締めにより潰すことで形成しているため、その隆起部分の大きさ寸法にバラツキが生じ易い。
【００１１】
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、旋削加工や専用設備を不要とし、簡易な手段により確実な抜け止めを実現容易にすると共に加工工程の簡素化およびコスト低減を図り得るトリポード型等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、一端に開口部を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成されると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面が形成された外側継手部材と、径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、そのトリポード部材の脚軸に回転自在に支持されると共に外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されてローラ案内面に沿って案内されるローラとを備え、そのローラおよびトリポード部材を含む内部部品が外側継手部材に軸方向摺動自在に収容されたトリポード型等速自在継手であって、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが嵌まり込む凹部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
なお、前述の「少なくとも片側」とは、トラック溝の内側壁に互いに対向する一対のローラ案内面のうちの片側に凹部を設ける場合、あるいは、一対のローラ案内面の両側に凹部を設ける場合の両方を含むことを意味する。
【００１４】
本発明におけるトリポード型等速自在継手では、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが嵌まり込む凹部を設けたことから、内部部品の軸方向変位時、ローラが凹部に嵌まり込むことで内部部品の軸方向変位量を規制することにより、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーを未然に防止することができる。特に、このトリポード型等速自在継手をドライブシャフトとして自動車に組み付けるに際して、固定式等速自在継手、ハブベアリングおよびナックルの総荷重がトリポード型等速自在継手にかかっても、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーを確実に防止できる点で有効である。
【００１５】
本発明における凹部は、外側継手部材の開口部に装着されたブーツの干渉による内径側への押圧力でもって嵌まり込む内径側寄り部位に形成されていることが望ましい。内部部品の軸方向変位時、外側継手部材の開口部から飛び出そうとする内部部品のローラが、その外側継手部材の開口部に装着されたブーツと干渉する。このブーツとの干渉によりローラが外側継手部材の内径側へ押圧されることから、ローラ案内面の内径側寄り部位に凹部を設けることが有効であり、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーを確実に防止できる。
【００１６】
この場合、ブーツとしては、ゴム製あるいは樹脂製のいずれかを使用することが可能である。内部部品の軸方向変位時、外側継手部材の開口部から飛び出そうとする内部部品のローラがブーツと干渉することにより外側継手部材の内径側へ押圧される力を大きくしたい場合には、ゴム製よりも硬い樹脂製のブーツを使用することが有効である。
【００１７】
本発明における凹部は、外側継手部材の鍛造による同時成形で設けられていることが望ましい。このようにすれば、従来のような環状凹溝形成のための旋削加工、サークリップのような別部品や、加締め治具に対して外側継手部材を位置決めするための専用設備を不要とすることができ、凹部の大きさ寸法にバラツキが生じ難く、凹部を精度よく形成することができる。また、外側継手部材の鍛造による同時成形という簡易な手段により、抜け止め機能を確実に発揮させることができると共に、加工工程の簡素化およびコスト低減が図れる。
【００１８】
なお、本発明におけるローラは、脚軸に針状ころを介して外嵌されている構造が望ましい。つまり、本発明は、シングルローラタイプのトリポード型等速自在継手に適用可能である。
【００１９】
また、本発明におけるローラは、脚軸に外嵌されたインナローラの外周側に針状ころを介して配置されたアウタローラであり、インナローラの内周面は凸円弧状をなし、脚軸は、縦断面において継手の軸線と直交するストレート形状をなし、横断面において継手の軸線と直交する方向でインナローラの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向でインナローラの内周面との間に隙間が形成されている構造が望ましい。つまり、本発明は、ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手に適用することが有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが嵌まり込む凹部を設けたことから、内部部品の軸方向変位時、ローラが凹部に嵌まり込むことで内部部品の軸方向変位量を規制するので、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーを未然に防止することができる。その結果、従来のような環状凹溝形成のための旋削加工、サークリップのような別部品や、加締め治具に対して外側継手部材を位置決めするための専用設備を不要となるので、凹部の形成という簡易な手段により抜け止め機能を確実に発揮させることができると共に加工工程の簡素化およびコスト低減が図れ、安価で信頼性の高いトリポード型等速自在継手を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態で、継手の軸線に対する縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】図１の脚軸およびローラユニットを示す断面図である。
【図５】図１のローラユニットが外側継手部材の開口部から飛び出す軸方向変位端に位置する状態を示す部分拡大断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】図６のＸ部分を示す要部拡大図である。
【図８】図５のローラユニットが外側継手部材のローラ案内面の凹部に嵌まり込んだ状態を示す部分拡大断面図である。
【図９】図８のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１０】図９のＹ部分を示す要部拡大図である。
【図１１】図９のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１２】図１１のＺ部分を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。なお、以下の実施形態では、作動時の低振動化を可能としたダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手を例示する。
【００２３】
図１〜図４はダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手の基本構成を示し、図１は継手の軸線に対する縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図（但し、一つのローラユニット３０を断面で示す）、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４は図１の脚軸およびローラユニットを示す断面図である。この実施形態のトリポード型等速自在継手は、外側継手部材１０と、内側継手部材であるトリポード部材２０と、トルク伝達部材であるローラユニット３０とで主要部が構成されている。
【００２４】
外側継手部材１０は、一端に開口部１１を有するカップ状をなし、その底部中央に図示しない回転軸（例えば駆動軸）が一体的に形成されている。外側継手部材１０の内周面には、軸方向に延びる三本の直線状トラック溝１２が円周方向等間隔に形成される。各トラック溝１２は、その内側両壁に互いに対向する一対のローラ案内面１４を有する。ローラ案内面１４は円弧状断面を有し、外側継手部材１０の軸線方向に直線状に延びる。外側継手部材１０の外周面は、軽量化のため、トラック溝１２間と対応する部位が減肉されて凹所１３が軸方向に形成されている。この外側継手部材１０の内部には、トリポード部材２０とローラユニット３０とを含む内部部品が収容されている。
【００２５】
ローラユニット３０は、アウタローラ３２と、このアウタローラ３２の内側に配置されて脚軸２２に外嵌されたインナローラ３４と、アウタローラ３２とインナローラ３４との間に介在された針状ころ３６とで主要部が構成され、外側継手部材１０のトラック溝１２に収容されている。なお、インナローラ３４の内周面は凸円弧状をなす。このインナローラ３４とアウタローラ３２との間に、複数の針状ころ３６が、保持器のない、いわゆる単列総ころ状態で配設されている。インナローラ３４および針状ころ３６は、アウタローラ３２の内周面に形成された環状凹溝に止め輪３１，３３を嵌合させ、その止め輪３１，３３によりアウタローラ３２に対して抜け止めされている。
【００２６】
トリポード部材２０は、円筒状をなすボス部２１の外周面に三本の脚軸２２が円周方向等間隔（１２０°間隔）で放射状に一体形成されたものである。脚軸２２は、その先端がトラック溝１２の底面付近まで半径方向に延在している。ボス２１の軸孔にシャフト４０の軸端がスプライン嵌合により連結され、環状のスナップリング４２によりトリポード部材２０に対して抜け止めされている。このトリポード部材２０の脚軸２２は、その軸線に対する縦断面において継手の軸線と直交するストレート形状をなし、脚軸２２の軸線に対する横断面において継手の軸線と直交する方向でインナローラ３４と接触する楕円形状をなし、継手の軸線方向でインナローラ３４との間に隙間ｎが形成されている（図４参照）。このような形状を有する脚軸２２に対してローラユニット３０が回転自在に支持されている。
【００２７】
この種の等速自在継手では、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、ゴム製あるいは樹脂製のブーツ６０を装着した構造が一般的である（図１の破線参照）。このブーツ６０は、外側継手部材１０の開口部１１にブーツバンドにより締め付け固定された大径端部と、トリポード部材２０から延びるシャフト４０にブーツバンドにより締め付け固定された小径端部と、大径端部と小径端部とを繋ぎ、その大径端部から小径端部へ向けて縮径した蛇腹部とで構成されている。
【００２８】
この等速自在継手では、トリポード部材２０の脚軸２２と外側継手部材１０のローラ案内面１４とがローラユニット３０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、ローラユニット３０が脚軸２２に対して回転しながらローラ案内面１４上を転動することにより、外側継手部材１０とトリポード部材２０との間の相対的な軸方向変位や角度変位が吸収される。ここで、外側継手部材１０およびブーツ６０の内部空間に潤滑剤を封入することにより、作動角をとりながら回転する動作時において、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。
【００２９】
また、継手の軸線方向で脚軸２２とインナローラ３４との間に隙間ｎが形成され、ローラ案内面１４上を転動するローラユニット３０に対して脚軸２２が傾動自在となっていることから、継手が作動角をとっても、ローラユニット３０がローラ案内面１４に対して傾くことはない。このようにして、脚軸２２の傾きに伴ってローラユニット３０とローラ案内面１４とが互いに斜交した状態となることを回避し、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図るようにしている。
【００３０】
この実施形態のトリポード型等速自在継手では、トリポード部材２０およびローラユニット３０を含む内部部品が外側継手部材１０の開口部１１から飛び出すスライドオーバーを防止するため、以下のような抜け止め機構を採用する。
【００３１】
このトリポード型等速自在継手における抜け止め機構は、図１〜図３に示すように、外側継手部材１０の開口部１１の内周面でトラック溝１２の内側両壁に互いに対向する一対のローラ案内面１４に、内部部品のアウタローラ３２が嵌まり込む凹部１５を設けた構造を具備する。この凹部１５は、外側継手部材１０の開口部１１に装着されたブーツ６０の干渉による内径側への押圧力でもって嵌まり込む内径側寄り部位に形成されている。
【００３２】
なお、この実施形態では、三本全てのトラック溝１２のローラ案内面１４に凹部１５を設けた場合を例示しているが、少なくともいずれか一本のトラック溝１２のローラ案内面１４に凹部１５を設けてもよく、さらに、トラック溝１２の両側に位置する一対のローラ案内面１４のうち、片側に位置するローラ案内面１４のみに凹部１５を設けるようにしてもよい。
【００３３】
ここで、外側継手部材１０は、例えば、中炭素鋼からなる素材を鍛造により概略形状に成形し、その後、旋削加工、高周波熱処理や研削加工などを経て製作される。内部部品の抜け止め機構としての凹部１５は、前述した外側継手部材１０の鍛造により同時に成形される。また、前述の凹部１５は熱処理による硬化処理は行わなくても良い。
【００３４】
このように、凹部１５を、外側継手部材１０の鍛造により同時に成形することで、従来のような環状凹溝形成のための旋削加工、サークリップのような別部品や、加締め治具に対して外側継手部材を位置決めするための専用設備を不要とすることができ、凹部１５の大きさ寸法にバラツキが生じ難く、凹部１５を精度よく形成することができる。また、外側継手部材１０の鍛造による同時成形という簡易な手段により、抜け止め機能を確実に発揮させることができると共に、加工工程の簡素化およびコスト低減が図れる。
【００３５】
このトリポード型等速自在継手では、内部部品の軸方向変位時、図５〜図７（図中、脚軸２２は省略）に示すように、外側継手部材１０の開口部１１から飛び出そうとする内部部品のアウタローラ３２が、その外側継手部材１０の開口部１１に装着されたブーツ６０と干渉する。このブーツ６０との干渉によりアウタローラ３２が外側継手部材１０の内径側へ押圧されることから、図８〜図１２に示すように、ローラ案内面１４の内径側寄り部位に設けられた凹部１５にアウタローラ３２が嵌まり込む。
【００３６】
このようにしてアウタローラ３２が凹部１５に嵌まり込むことで内部部品の軸方向変位量を規制することにより、内部部品が外側継手部材１０の開口部１１から飛び出すスライドオーバーを未然に防止することができる。例えば、このトリポード型等速自在継手をドライブシャフトとして自動車に組み付けるに際して、固定式等速自在継手、ハブベアリングおよびナックルの総荷重がトリポード型等速自在継手にかかっても、内部部品が外側継手部材１０の開口部１１から飛び出すスライドオーバーを確実に防止できる。
【００３７】
このようにして、外側継手部材１０のローラ案内面１４に凹部１５に嵌まり込んだアウタローラ３２はブーツ６０との干渉により外側継手部材１０の開口部１１から飛び出すスライドオーバーを防止できる一方、内部部品が外側継手部材１０の奥側へ移動する復帰動作は、ブーツ６０との干渉がないため、アウタローラ３２がローラ案内面１４の凹部１５から容易に離脱することで実現可能である。
【００３８】
なお、内部部品の軸方向変位時、外側継手部材１０の開口部１１から飛び出そうとする内部部品のアウタローラ３２がブーツ６０と干渉することにより外側継手部材１０の内径側へ押圧される力を大きくしたい場合には、ゴム製よりも硬い樹脂製のブーツ６０を使用することが有効である。
【００３９】
以上の実施形態では、二つのローラ３２，３４（アウタローラ３２およびインナローラ３４）を有するダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、ダブルローラタイプ以外にシングルローラタイプのトリポード型等速自在継手にも適用可能である。このシングルローラタイプのトリポード型等速自在継手は、トリポード部材２０の脚軸２２に針状ころを介して単一のローラが外嵌された構造を具備する。
【００４０】
本発明は前述した実施形態に何ら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内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００４１】
１０  外側継手部材
１１  開口部
１２  トラック溝
１４  ローラ案内面
１５  凹部
２０  トリポード部材
２２  脚軸
３２  ローラ（アウタローラ）
３４  インナローラ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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