(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の回転軸の端部に固定される、軸方向一端側が開口した中空筒状のハウジングと、このハウジングの内周面に円周方向に亙って等間隔に形成された３個の凹部と、これら各凹部の内面で互いに対向する部分に、それぞれ上記ハウジングの軸方向に亙って各凹部毎に１対ずつ形成され、それぞれの底面を平坦面としたガイド凹溝と、上記各凹部内に進入する３本のトラニオンを外周面に円周方向に亙って等間隔に固設し、第二の回転軸の端部に固定されるトリポードと、それぞれ上記各トラニオンの外周面に、回転自在に支持された３個の内側ローラと、それぞれの外周面を上記各凹部毎に１対ずつ設けられたガイド凹溝に上記ハウジングの軸方向に亙る変位のみ自在に転接する転動面とすると共に、上記各内側ローラに揺動自在に外嵌された３個の外側ローラとを備え、これら各外側ローラの上記各トラニオンの軸方向に亙る変位を自在としたトリポード型等速ジョイントに於いて、上記各内側ローラを上記各トラニオンの周囲に、ニードル軸受により、これら各トラニオンの周囲での回転及びこれら各トラニオンの軸方向に亙る変位自在に支持しており、上記各外側ローラを上記各内側ローラの周囲に、これら各内側ローラの外周面に形成した球状凸面とこれら各外側ローラの内周面に形成した球状凹面との係合に基づく揺動を自在に支持しており、これら各外側ローラの外周面を、軸方向に関して上記トリポードの径方向外側に向かうに従って直径が漸次減少する方向に傾斜した、母線形状が直線である円錐面とすると共に、上記各凹部毎に１対ずつ設けられたガイド凹溝を、断面形状が直線である平坦部と、この平坦部の両側に形成されてこの平坦部から離れる程互いに離れる方向に傾斜した１対の傾斜部とを備えた断面台形に形成し、且つ、これら各ガイド凹溝の底面である上記平坦部を、同一の凹部に設けられた１対のガイド凹溝の平坦部同士の間隔が、上記ハウジングの径方向外側に向かう程狭くなる方向に、上記各外側ローラの外周面と同じ角度だけ傾斜させた事を特徴とするトリポード型等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るトリポード型等速ジョイントは、例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、回転力の伝達を行なう場合に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の駆動系に組み込む等速ジョイントの一種として従来から、トリポード型等速ジョイントが広く使用されている。例えば特開昭６３−１８６０３６号公報、同６２−２３３５２２号公報には、図３〜４に示す様なトリポード型の等速ジョイント１が記載されている。この等速ジョイント１は、駆動軸等である第一の回転軸２の端部に固定する中空筒状のハウジング３と、車輪側の回転軸等である第二の回転軸４の端部に固定するトリポード５とを備える。上記ハウジング３の内周面で円周方向等間隔の３個所位置には凹部６、６を、それぞれ上記内周面から上記ハウジング３の直径方向外方に向け形成している。
【０００３】
一方、第二の回転軸４の端部に固定するトリポード５は、上記第二の回転軸４の端部に固定する為のボス部７と、このボス部７の外周面で円周方向等間隔の３個所位置に形成したトラニオン８、８とから構成する。そして、それぞれ円柱状に形成したこれら各トラニオン８、８の周囲にそれぞれローラ９、９を、ニードル軸受１０を介して回転自在に、且つ軸方向に亙る若干の変位自在に支持している。そして、これら各ローラ９、９を上記ハウジング３内周面の凹部６、６に嵌合させる事により、等速ジョイント１を構成している。尚、上記各凹部６、６を構成するそれぞれ１対ずつの内側面１１、１１は、それぞれ円弧状凹面としている。従って、上記各ローラ９、９はこれら１対の内側面１１、１１同士の間に、転動及び揺動自在に支持される。
【０００４】
上述の様に構成される等速ジョイント１の使用時、例えば第一の回転軸２が回転すると、この回転力は、ハウジング３から、ローラ９、９、ニードル軸受１０、トラニオン８、８を介して、トリポード５のボス部７に伝わる。そして、このボス部７を端部に固定した第二の回転軸４を回転させる。又、第一の回転軸２の中心軸と第二の回転軸４の中心軸とが不一致の場合（等速ジョイント１にジョイント角が存在した場合）には、これら両回転軸２、４の回転に伴って上記各トラニオン８、８が、上記各凹部６、６の内側面１１、１１に対して、図３〜４に示す様にトリポード５のボス部７を中心として揺動する方向に変位する。この際、上記各トラニオン８、８の周囲に支承されたローラ９、９が、上記各凹部６、６の内側面１１、１１上を転動すると共に、上記各トラニオン８、８の軸方向に変位する。これらの動きにより、周知の様に、第一、第二の両回転軸２、４の間で等速性を確保する。
【０００５】
上述の様に構成され作用する等速ジョイント１の場合、ジョイント角が存在する状態で第一、第二の回転軸２、４を回転させると、上記各ローラ９、９が複雑な運動を行なう。即ち、この状態で上記各ローラ９、９は、上記各内側面１１、１１に沿ってハウジング３の軸方向に向きを変えながら移動し、しかもトラニオン８、８の軸方向に変位する。上記各ローラ９、９にこの様に複雑な動きをさせると、これら各ローラ９、９の外周面と上記各内側面１１、１１との間の相対変位が必ずしも円滑に行なわれなくなって、これら両面間に比較的大きな摩擦が発生する。この結果、図３〜４に示す様な構造の等速ジョイント１の場合には、１回転３次の軸力が発生する。そして、自動車に組み込まれ大きなジョイント角を付した状態で大きなトルクを伝達する際等、著しい場合にはシャダー（ｓｈｕｄｄｅｒ）と呼ばれる振動が発生する事が知られている。
【０００６】
この様な原因で発生する振動を抑える為の構造として、前記特開昭６３−１８６０３６号公報には、図５〜７に示す様な等速ジョイント１ａが記載されている。この改良型の等速ジョイント１ａの場合には、各トラニオン８、８の周囲に設けるローラ９ａ、９ａを、それぞれ内側ローラ１２と外側ローラ１３とから構成している。このうちの内側ローラ１２は、内周面を円筒面に、外周面を球状凸面に、それぞれ形成し、軸受１４により上記各トラニオン８、８の周囲に、回転のみ自在に支持している。又、上記外側ローラ１３は、内周面を円筒面とし、上記内側ローラ１２の周囲に、揺動及びこの内側ローラ１２の軸方向に亙る変位自在に嵌合させている。又、上記外側ローラ１３の外周面は、ハウジング３の内周面に形成した凹部６、６毎に１対ずつ設けたガイド面３２、３２に、上記ハウジング３の軸方向（図５、７の左右方向、図６の表裏方向）に亙る変位のみ自在に転接させている。
【０００７】
上述の様に構成される改良型の等速ジョイント１ａの場合には、ローラ９ａ、９ａがハウジング３の軸方向に亙って変位する事は、これら各ローラ９ａ、９ａを構成する外側ローラ１３、１３の転動により許容する。又、ローラ９ａ、９ａがトリポード５を中心として揺動及びトラニオン８、８の軸方向に亙り変位する事は、上記各ローラ９ａ、９ａを構成する内側ローラ１２が上記各外側ローラ１３、１３に対して揺動及び摺動する事により許容する。これら外側、内側各ローラ１３、１２の外周面が相手面に対して行なう変位は、図３〜４に示した構造でローラ９、９が内側面１１、１１及びトラニオン８、８に対して行なう変位に比べて単純であり、安定した変位を行なえる。従って、等速ジョイント１ａの回転に伴って発生する軸力を低減し、大きなジョイント角を付した状態で大きなトルクを伝達する際にも、不快な振動が発生する事を抑えられる。
【０００８】
【先発明の説明】
更に、図５〜７に示した従来構造の第２例の構造の弱点をなくして、トリポード型等速ジョイントの耐久性を確保する為の新たな構造として特願平８−４０７３号、同８−１３８３３５号には、図８〜１０に示す様な構造が記載されている。この第一の先発明の構造の場合も、軸方向一端側が開口した中空筒状のハウジング３ａは、その他端側（図８の背面側）中心部を、図示しない第一の回転軸の端部に固定する。一方、トリポード５は、やはり図示しない第二の回転軸の端部に固定する。
【０００９】
上記ハウジング３ａの内周面には３個の凹部６ａ、６ａを、円周方向に亙り等間隔に、このハウジング３ａの直径方向外方に向けて形成している。又、これら各凹部６ａ、６ａの内面で互いに対向する部分には、各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつのガイド凹溝１５、１５を、それぞれ上記ハウジング３ａの軸方向（図８の表裏方向、図９〜１０の左右方向）に亙り形成している。即ち、上記各凹部６ａ、６ａの内面の一部で互いに対向する部分は、両側部分よりも凹ませて、上記各ガイド凹溝１５、１５としている。上記各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けたガイド凹溝１５、１５の底面１６、１６同士は、互いに平行にしている。又、これら各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けたガイド凹溝１５、１５の幅Ｗ15は、互いに等しくしている。
【００１０】
一方、上記トリポード５は、上記第二の回転軸の端部を固定自在な円筒状のボス部７の外周面に３本のトラニオン８、８を、円周方向に亙り等間隔に固設して成る。これら各トラニオン８、８は、それぞれが上記３個の凹部６ａ、６ａ内に進入自在である。尚、上記ボス部７の内周面にはスプライン溝１７を形成して、このボス部７と上記第二の回転軸との間で大きな回転力の伝達を可能にしている。
【００１１】
上記各トラニオン８、８の外周面にはそれぞれ内側ローラ１２ａ、１２ａを、それぞれラジアルニードル軸受１８、１８を介して、回転自在且つ上記各トラニオン８、８の軸方向に亙る変位自在に支持している。これら各ラジアルニードル軸受１８、１８は、保持器を設けない、所謂総ころ軸受である。但し、負荷条件によっては、保持器付ニードル軸受を使用する事もできる。又、上記各トラニオン８、８の先端部で上記各ラジアルニードル軸受１８、１８よりも突出した部分には、円環状の抑えリング１９、１９を外嵌している。更に、上記各トラニオン８、８の先端部でこれら各抑えリング１９、１９よりも突出した部分に形成した係止溝２０には、止め輪２１を係止している。従って、上記各抑えリング１９、１９及び上記各ラジアルニードル軸受１８、１８を構成するニードル２２、２２が、上記各トラニオン８、８から抜け出る事はない。
【００１２】
又、図示の例では、上記各抑えリング１９、１９の外端縁部（ボス部７の外周面から遠い側の端部）に、直径方向外方に突出する係止鍔２３、２３を形成している。これら各係止鍔２３、２３の外径Ｄ23は、上記各内側ローラ１２ａ、１２ａの内径Ｒ12a よりも大きい（Ｄ23＞Ｒ12a ）。従って、これら各内側ローラ１２ａ、１２ａは、上記各トラニオン８、８に対して軸方向に変位自在ではあるが、その変位量は、上記ボス部７の外周面と上記係止鍔２３、２３とにより制限される。上記各内側ローラ１２ａ、１２ａの内周面は、上記各トラニオン８、８の軸方向に亙る変位を自在とすべく、円筒面２４としている。これに対して、これら各内側ローラ１２ａ、１２ａの外周面は、球状凸面２５としている。
【００１３】
上述の様に構成され、上記各トラニオン８、８の周囲に回転及び軸方向に亙る変位自在に支持された、上記各内側ローラ１２ａ、１２ａの周囲には、外側ローラ１３ａ、１３ａを支持している。そして、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面を、前記各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けられたガイド凹溝１５、１５に、前記ハウジング３ａの軸方向に亙る変位のみ自在に転接させる、円筒面状の転動面としている。この為に、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外径Ｄ13a は、対をなすガイド凹溝１５、１５の（底面１６、１６同士の）間隔Ｄ15よりも僅かに小さく（Ｄ13a ＜Ｄ15）している。又、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの幅Ｗ13a は、上記各ガイド凹溝１５、１５の幅Ｗ15よりも僅かに小さく（Ｗ13a ＜Ｗ15）している。
【００１４】
又、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの内周面は、球状凹面２６としている。そして、この球状凹面２６の中心点を各外側ローラ１３ａ、１３ａの中心軸上に置く事により、これら球状凹面２６と球状凸面２５とを揺動変位自在に組み合わせ自在としている。上記外側ローラ１３ａ、１３ａは、これら球状凹面２６と球状凸面２５とを嵌合させる事により、上記各内側ローラ１２ａの外側に揺動自在に外嵌している。尚、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの内周面の直径方向反対側２個所位置には、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａの内側に上記各内側ローラ１２ａ、１２ａを嵌合させる為の入れ溝２７、２７を形成している。これら各入れ溝２７、２７に関しては、実開平５−６７８２１号公報等に記載されている様に、従来から周知である。
【００１５】
上述の様に構成される第一の先発明のトリポード型等速ジョイントの場合、各内側ローラ１２ａ、１２ａ及び外側ローラ１３ａ、１３ａがハウジング３ａの軸方向に亙って変位する事は、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａがガイド凹溝１５、１５に対して転動する事により許容する。又、トラニオン８、８がトリポード５のボス部７を中心として揺動する事は、上記各内側ローラ１２ａ、１２ａが上記各外側ローラ１３ａ、１３ａに対して揺動する事により許容する。又、上記各内側ローラ１２ａ、１２ａ及び外側ローラ１３ａ、１３ａが前記各トラニオン８、８の軸方向に変位する事は、ラジアルニードル軸受１８、１８を介して上記各トラニオン８、８に支持された上記各内側ローラ１２ａ、１２ａが、これら各トラニオン８、８に対して変位する事により許容する。更に、第一の先発明のトリポード型等速ジョイントの場合には、構成各部材同士の当接部が比較的広い面積で摺接する為、これら構成各部材の摩耗及び早期剥離を低減できる。
【００１６】
上述の様に構成される第一の先発明のトリポード型等速ジョイントの場合、各外側ローラ１３ａ、１３ａの外側面とガイド凹溝１５、１５の内側面との摺接に基づく摩擦抵抗が安定せず、必ずしも伝達効率が良くない。この理由に就いて、図１１〜１３により説明する。
【００１７】
図３〜４に示す様に、第一の回転軸２の中心軸と第二の回転軸４の中心軸とが不一致の状態でこれら両回転軸２、４同士の間で回転力の伝達を行なうと、トリポード５を構成する３本のトラニオン８は、ボス部７を中心に往復揺動する。これに対して上記各外側ローラ１３ａは、ガイド凹溝１５（１５ａ）に沿って、ハウジング３ａの軸方向（図１１、１３の左右方向）に往復移動するのみである。この結果、上記各外側ローラ１３ａには、上記ガイド凹溝１５と直角方向の力が加わる。尚、図１１〜１３に記載したガイド凹溝１５ａは、本発明の実施の形態と同様の形状を有するが、図８〜１０に示した形状を有するガイド凹溝１５の場合でも同様である。例えば、上記トラニオン８が、図１１（Ａ）の状態から同図（Ｂ）の状態に変位する際には、上記外側ローラ１３ａに押圧方向（図１１の上方向）の力が加わり、この外側ローラ１３ａの外周寄り外側面（上記ボス部７から遠い側の面で、図１１の上面）が、上記ガイド凹溝１５ａ（１５）の内側面に押し付けられる。これに対して、上記トラニオン８が、図１１（Ｂ）の状態から同図（Ａ）の状態に変位する際には、上記外側ローラ１３ａに引っ張り方向（図１１の下方向）の力が加わり、この外側ローラ１３ａの内周寄り外側面（上記ボス部７側の面で、図１１の下面）が、上記ガイド凹溝１５ａ（１５）の内側面に押し付けられる。
【００１８】
一方、前述した様に上記外側ローラ１３ａの幅Ｗ13a は、上記ガイド凹溝１５ａ（１５）の幅Ｗ15よりも僅かに小さく（Ｗ13a ＜Ｗ15）している。この理由は、上記外側ローラ１３ａの外側面と上記ガイド凹溝１５ａ（１５）の内側面とが互いに強く擦れ合う事を防止する為である。従って、これら外側ローラ１３ａの外側面と上記ガイド凹溝１５ａ（１５）の内側面との間には、図１２に示す様な隙間２８が形成される。又、上記トラニオン８が上記ボス部７を中心に揺動する際に上記外側ローラ１３ａには、球状凸面２５と球状凹面２６との摩擦に基づき、上記ガイド凹溝１５ａ（１５）に対し傾斜させる方向の力が作用する。そして、この力と上記隙間２８の存在とに基づいて上記外側ローラ１３ａは、上記ガイド凹溝１５ａ（１５）に対し、図１３に誇張して示す様に傾斜する。
【００１９】
この様に上記外側ローラ１３ａがガイド凹溝１５ａ（１５）に対し傾斜すると、上記トラニオン８の揺動に基づいて上記外側ローラ１３ａが、上記ガイド凹溝１５ａ（１５）の側壁部に対し乗り上げる傾向となり、このガイド凹溝１５ａ（１５）の内側面と外側ローラ１３ａの外側面との間に大きな摩擦力が作用する。この為、上記外側ローラ１３ａの転動が円滑に行なわれなくなって、等速ジョイント１ａの内部での摩擦損失が増大し、この等速ジョイント１ａの伝達効率が低下するだけでなく、上記トラニオン８に加わる軸力が増大する。この様な軸力の増大に伴って、大きなジョイント角を付した状態で大きなトルクを伝達する際等、使用条件が厳しい場合には、前述したシャダーと呼ばれる振動の発生を抑えきれない可能性がある。
【００２０】
この様な原因で発生する振動を防止する為に本発明者等は先に、図１４に示す様な、トリポード型の等速ジョイント１ａを発明した（特願平８−２９０２９７号）。この第二の先発明に係る等速ジョイント１ａを構成するハウジング３ａ´の内周面の３個所位置に、円周方向に亙って等間隔に形成した各凹部６ａ、６ａには、これら各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつのガイド凹溝１５ａ、１５ａ′を設けている。これら各ガイド凹溝１５ａ、１５ａ′は、それぞれ幅方向中央部の平坦部２９、２９の両側に傾斜部３０、３０を形成する事により断面形状を台形とし、開口部に向かう程幅寸法を大きくしている。
【００２１】
一方、トリポード５に設けた３本のトラニオン８、８を、それぞれ上記各凹部６ａ、６ａ内に進入させている。特に、第二の先発明のトリポード型の等速ジョイント１ａの場合には、上記ハウジング３ａ´とトリポード５との間で回転力の伝達を行なっている状態で、これら各トラニオン８、８に関して上記各凹部６ａ、６ａ及び外側ローラ１３ａ、１３ａを、非対称に配置している。即ち、図１４に示した構造を有する等速ジョイント１ａを自動車の駆動系に組み込んだ状態で自動車を前進させると、ハウジング３ａ´及びトリポード５は、図１４の反時計方向に回転し、アンカ側である回転方向後側に存在するガイド凹溝１５ａ、１５ａの平坦部２９、２９と上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面とが当接する。図１４に示した構造の場合には、この様に平坦部２９、２９と上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面とを互いに当接させ、且つジョイント角を０度とした状態で、上記各トラニオン８、８とアンカ側のガイド凹溝１５ａ、１５ａの平坦部２９、２９とが互いに傾斜した状態で対向する様に、構成各部の形状並びに寸法を規制している。
【００２２】
即ち、上記各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けたガイド凹溝１５ａ、１５ａ´のうち、アンカ側のガイド凹溝１５ａ、１５ａの底面である平坦部２９、２９と、上記各トラニオン８、８の中心軸Ｘ、Ｘとを、角度θ（θ≠０度）だけ傾斜させて、互いに非平行としている。図１４に示した構造の場合、上記各平坦部２９、２９の延長線Ｙと上記各中心軸Ｘ、Ｘとの距離が、直径方向外方に向かう程小さくなる様にしている。尚、上記各中心軸Ｘ、Ｘは、上記ハウジング３ａとトリポード５との間にジョイント角を付した状態では、図１４の表裏方向に傾斜する。従って、上記各平坦部２９、２９とトラニオン８、８の中心軸Ｘ、Ｘとを互いに非平行にするとは、上記ハウジング３ａ´をその端部に固定する第一の回転軸の軸心と、上記トリポード５をその端部に固定する第二の回転軸の軸心とを一致させた、ジョイント角が０度の状態で言う。
【００２３】
上述の様に構成される第二の先発明のトリポード型等速ジョイントは、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面が押圧される平坦部２９、２９と上記各トラニオン８、８の中心軸Ｘ、Ｘとを、ジョイント角が０度の状態で互いに非平行としている為、回転伝達時に上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの片側外側面が、上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａ′の片側内側面に押し付けられた状態のままとなる。この理由は、次の通りである。
【００２４】
回転力の伝達時には、上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａ′のうち、アンカ側のガイド凹溝１５ａ、１５ａの平坦部２９、２９が、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面を押圧する。そして、この反作用として、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面が上記各平坦部２９、２９に押し付けられる。第二の先発明のトリポード型等速ジョイントの場合、これら各平坦部２９、２９と上記各トラニオン８、８の中心軸Ｘ、Ｘとを互いに非平行とした事に伴ない、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａを軸方向に変位させる方向の分力が発生する。そして、この分力に基づき上記各外側ローラ１３ａ、１３ａが、内側ローラ１２ａ、１２ａと共にトラニオン８、８の軸方向に変位して、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの片側外側面が、上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａの片側内側面である一方の傾斜部３０に押し付けられる。
【００２５】
より具体的には、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａが、平坦部２９、２９と上記各トラニオン８、８の中心軸Ｘ、Ｘとの間隔が広くなる側に変位する。従って、図１４に示した構造の場合には、等速ジョイント１ａの直径方向内側部分で、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外側面と上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａの内側面である一方の傾斜部３０とが当接する。等速ジョイント１ａの直径方向外側部分では、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外側面と上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａの内側面である他方の傾斜部３０との間に、常に隙間２８（図１２参照）が存在する様になる。
【００２６】
この為、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａが転動しようとする方向が、上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａの長さ方向（図１４の表裏方向）に対し傾斜する事がなくなり、これら各ガイド凹溝１５ａ、１５ａに沿う上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの転動が円滑に行なわれる様になる。この結果、トリポード型等速ジョイントの内部で発生する摩擦に基づく損失の低減を図り、トリポード型等速ジョイントの伝達効率の向上を図れるだけでなく、シャダーと呼ばれる振動の発生を有効に抑える事ができる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
図１４に示した第二の先発明の構造は、等速ジョイント１ａ内での動力損失を小さく抑え、シャダーと呼ばれる振動の発生を抑える面からは効果があるが、車両への取り付け時に方向性が生じる。即ち、各トラニオン８、８を円周方向に関し傾斜させており、動力損失の増大と振動の発生とを抑える為には、これら各トラニオン８、８の傾斜方向とトリポード５の回転方向とを関連付ける必要がある。この為、左右の駆動系に組み込む等速ジョイント１ａの仕様を異ならせる必要が生じる。仕様の異なる等速ジョイント１ａを２種類造り、それぞれを取り付け方向を間違えない様に、自動車の左右の駆動系に組み付ける事は面倒で、自動車の製造コストを高くする原因になる。
【００２８】
又、各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面を円筒面としたまま、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａを支承するトラニオン８、８を傾斜させる為、ハウジング３ａ´の一部で上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面が当接する部分の強度を確保すべく、当該部分の肉厚を確保する為には、このハウジング３ａ´の外径が大きくなる。等速ジョイント１ａを設置する部分の空間は限られている為、上記ハウジング３ａ´の外径が僅かでも大きくなる事は好ましくない。
本発明は、特願平８−２９０２９７号に係る発明の利点をそのままにして、組み付け方向を規制されず、しかも外径が大きくならない構造の実現を図るべく考えたものである。
【００２９】
【課題を解決する為の手段】
本発明のトリポード型等速ジョイントは、従来の、或は前述した第一の先発明のトリポード型等速ジョイントと同様に、第一の回転軸の端部に固定される、軸方向一端側が開口した中空筒状のハウジングと、このハウジングの内周面に円周方向に亙って等間隔に形成された３個の凹部と、これら各凹部の内面で互いに対向する部分に、それぞれ上記ハウジングの軸方向に亙って各凹部毎に１対ずつ形成され、それぞれの底面を平坦面としたガイド凹溝と、上記各凹部内に進入する３本のトラニオンを外周面に円周方向に亙って等間隔に固設し、第二の回転軸の端部に固定されるトリポードと、それぞれ上記各トラニオンの外周面に、回転自在に支持された３個の内側ローラと、それぞれの外周面を上記各凹部毎に１対ずつ設けられたガイド凹溝に上記ハウジングの軸方向に亙る変位のみ自在に転接する転動面とすると共に、上記各内側ローラに揺動自在に外嵌された３個の外側ローラとを備え、これら各外側ローラの上記各トラニオンの軸方向に亙る変位を自在としている。
【００３０】
特に、本発明のトリポード型等速ジョイントに於いては、上記各内側ローラを上記各トラニオンの周囲に、ニードル軸受により、これら各トラニオンの周囲での回転及びこれら各トラニオンの軸方向に亙る変位自在に支持している。又、上記各外側ローラを上記各内側ローラの周囲に、これら各内側ローラの外周面に形成した球状凸面とこれら各外側ローラの内周面に形成した球状凹面との係合に基づく揺動を自在に支持している。又、これら各外側ローラの外周面を、軸方向に関して上記トリポードの径方向外側に向かうに従って直径が漸次減少する方向に傾斜した、母線形状が直線である円錐面とすると共に、上記各凹部毎に１対ずつ設けられたガイド凹溝を、断面形状が直線である平坦部と、この平坦部の両側に形成されてこの平坦部から離れる程互いに離れる方向に傾斜した１対の傾斜部とを備えた断面台形に形成し、且つ、これら各ガイド凹溝の底面である上記平坦部を、同一の凹部に設けられた１対のガイド凹溝の平坦部同士の間隔が、上記ハウジングの径方向外側に向かう程狭くなる方向に、上記各外側ローラの外周面と同じ角度だけ傾斜させている。
【００３１】
【作用】
上述の様に構成する本発明のトリポード型等速ジョイントが、第一の回転軸の端部に固定されるハウジングと第二の回転軸の端部に固定されるトリポードとの間で回転力の伝達を行なう際の作用自体は、前述した従来の、或は第一の先発明のトリポード型等速ジョイントの場合と同様である。
【００３２】
特に、本発明のトリポード型等速ジョイントは、各外側ローラの外周面が円錐面である事に伴って、これら各外側ローラを、上記ハウジングの径方向に関して外側に、各トラニオンの軸方向に移動させようとする第一の力が、これら各外側ローラの転がり運動に伴って加わる。又、上記各外側ローラの外周面が当接する各ガイド凹溝の底面が傾斜している事に伴って、やはりこれら各外側ローラを、上記ハウジングの径方向に関して内側に、上記各トラニオンの軸方向に移動させようとする第二の力が、上記第一の力と逆方向に、押し付けに基づく径方向の分力として加わる。従って、これら第一の力と第二の力とが相殺し合って、上記各外側ローラを各トラニオンの軸方向に変位させようとする力が弱くなる。この為、上記各外側ローラを各ガイド凹溝の片側内側面に押し付ける力が弱くなり、これら各ガイド凹溝に沿う上記各外側ローラの転動が円滑に行なわれる様になる。この結果、トリポード型等速ジョイントの内部で発生する摩擦に基づく損失の低減を図り、トリポード型等速ジョイントの伝達効率の向上を図れるだけでなく、シャダーと呼ばれる振動の発生を有効に抑える事ができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、組み付け方向を規制されず、しかも外径が大きくならない様にしつつ、ジョイント角を付した状態での回転力伝達時に、トリポード型等速ジョイント内部での摩擦損失を低減すると共に、シャダーと呼ばれる振動の発生を防止する為の構造にある。本例の場合、その他の部分の構造及び作用に就いては、前述の図８〜１０に示した第一の先発明の構造とほぼ同様である為、同等部分に関する図示及び説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。尚、図１〜２に示した本発明に係る構造と、図８〜１０に示した第一の先発明に係る構造とを比較した場合、ハウジング３ａの形状が異なるが、このハウジング３ａの形状の相違は、本発明の要旨には関係しない。
【００３４】
本例の等速ジョイント１ｂの場合には、各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの外周面を、軸方向一端から他端に向かって直径が漸次変化する円錐面としている。即ち、これら各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの外径を、各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの基端部である、トリポード５のボス部７寄り部分で大きくし、それぞれの先端部である、上記ボス部７から遠い側で小さくしている。要するに、上記各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの外周面を、軸方向に関してトリポード５の径方向外側に向かうに従って直径が漸次減少する方向に傾斜した、母線形状が直線である円錐面としている。
【００３５】
一方、上記ハウジング３ａの内周面３個所位置に形成した各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けた、各ガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの底面である、断面形状が直線である平坦部２９ａ、２９ａを、上記各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの外周面の一部で当該ガイド凹溝１５ｂ、１５ｂが対向する部分が傾斜している方向と同じ方向に、（加工誤差範囲内で）同じ角度だけ傾斜させている。即ち、本発明の場合には上記各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けたガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの底面である平坦部２９ａ、２９ａ同士の間隔を、上記ハウジング３ａの直径方向外側に向う程小さくしている。又、互いに対向する平坦部２９ａ、２９ａは、上記ハウジング３ａの直径方向に関して互いに逆方向に、（加工誤差範囲内で）同じ角度だけ傾斜している。従って、上記ハウジング３ａは、前述の図８〜１０に示した第一の先発明に係る構造と同様に、円周方向に関して対称な形状を有する。従って、一方の平坦部２９ａと外側ローラ１３ｂの一部外周面とが当接した状態では、他方の平坦部２９ａと外側ローラ１３ｂの外周面反対側部分とは、互いに平行になる。
【００３６】
更に、上記トリポード５に設けた３本のトラニオン８、８は、何れも上記ボス部７の直径方向に亙り、円周方向に傾斜させる事なく形成している。上記各外側ローラ１３ｂ、１３ｂ及び上記各凹部６ａ、６ａの形状、並びに上記各トラニオン８、８の配置方向以外の点は、前述の図１４に示した第二の先発明に係る構造と同様である。
【００３７】
上述の様に構成される本発明によるトリポード型の等速ジョイント１ｂを、図２に示す様にジョイント角θを付した状態で運転すると、上記各外側ローラ１３ｂの中心は、図２のＡ点を中心として、同図のＢ点とＣ点との間を往復移動する。この様な往復移動の際に本発明の等速ジョイント１ｂの場合には、上記各外側ローラ１３ｂの外周面が円錐面である事に伴って、これら各外側ローラ１３ｂを上記各トラニオン８の軸方向に移動させようとする第一の力が、これら各外側ローラ１３ｂの転がり運動に伴って加わる。本発明では、これら各外側ローラ１３ｂの外径を基端部で大きく、先端部で小さくしているので、上記第一の力は、上記各外側ローラ１３ｂを上記各トラニオン８の先端側（図２の上側）に移動させようとする力として、上記各外側ローラ１３ｂに作用する。
【００３８】
一方、上記各外側ローラ１３ｂの外周面が当接する各ガイド凹溝１５ｂの底面である平坦部２９ａが傾斜している事に伴って、やはりこれら各外側ローラ１３ｂを上記各トラニオン８の軸方向に移動させようとする第二の力が、押し付けに基づく径方向の分力として加わる。本発明では、各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けたガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの平坦部２９ａ、２９ａ同士の間隔を、上記ハウジング３ａの直径方向外側に向う程小さくしているので、上記第二の力は、上記各外側ローラ１３ｂを上記各トラニオン８の基端側（図２の下側）に移動させようとする力として、上記各外側ローラ１３ｂに作用する。従って、互いに逆向きの力である、この第二の力と上記第一の力とが相殺し合って、上記各外側ローラ１３ｂを各トラニオン８の軸方向に変位させようとする力が弱くなる。
【００３９】
この為、上記各外側ローラ１３ｂをガイド凹溝１５ｂの片側内側面である傾斜部３０に押し付ける力が弱くなり、これら各ガイド凹溝１５ｂに沿う上記各外側ローラ１３ｂの転動が円滑に行なわれる様になる。この結果、トリポード型等速ジョイントの内部で発生する摩擦に基づく損失の低減を図り、トリポード型等速ジョイントの伝達効率の向上を図れるだけでなく、シャダーと呼ばれる振動の発生を有効に抑える事ができる。
【００４０】
更に、本発明のトリポード型等速ジョイントの場合には、ハウジング３ａ及びトリポード５の形状を、円周方向に関して対称にしている為、組み付け方向を規制されない。従って、自動車の左右の駆動系に組み付ける等速ジョイント１ｂとして同じ仕様のものを使える。この為、前述の図１４に示した第二の先発明の構造の様に、仕様の異なる等速ジョイントを２種類造り、それぞれを方向を間違えない様に組み付ける面倒がなくなる。しかも、ハウジング３ａの一部で上記各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの外周面が当接する部分の強度を確保すべく、当該部分の肉厚を確保しても、このハウジング３ａの外径があまり大きくはならない。この為、等速ジョイント１ｂの小型軽量化により、自動車の駆動系の設計の自由度の向上と、ばね下荷重の低減に基づく走行性能の向上とを図れる。
【００４１】
尚、上述した本発明の実施の形態の構造で、外側ローラ１３ｂ、１３ｂの外周面、及び各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けたガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの平坦部２９ａ、２９ａの傾斜方向を、図示の例とは逆にする事も考えられる。これら各部の傾斜方向を図示の場合とは逆にしても、組み付け方向を規制されない様にしつつ、ジョイント角を付した状態での回転力伝達時に、トリポード型等速ジョイント内部での摩擦損失を低減すると共に、シャダーと呼ばれる振動の発生を防止できる。但し、ハウジング３ａの外径を少しでも小さくする面からは、本発明の様に、上記各部の傾斜方向を規制する事が好ましい。
【００４２】
又、本発明は、各ガイド凹溝１５ｂ、１５ｂを（図８〜１０に示す様な断面矩形ではなく）、平坦部２９と傾斜部３０、３０とを備えた断面台形に形成しているので、トリポード型等速ジョイントの内部で発生する摩擦に基づく動力損失の低減をより確実に図り、トリポード型等速ジョイントの伝達効率の向上を図れる。即ち、上記各ガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの断面形状を上述の様な台形にしている為、反アンカ側のガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの内面と各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの外面とが、上記各トラニオン８、８の揺動の全範囲に亙り互いに摺接しない。言い換えれば、アンカ側のガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの片側内側面と上記各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの片側外側面とが摺接するのみとなる。
【００４３】
即ち、上記各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの外径は、前記各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ形成したガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの平坦部２９、２９同士の間隔よりも僅かに小さくしている。従って、動力伝達時に上記各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの外側面は、アンカ側のガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの内側面に当接する反面、反アンカ側のガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの内側面とは離隔する。前述の図８〜１０に示した様な、断面矩形のガイド凹溝１５、１５の場合には、必ずしも各外側ローラ１３ａ、１３ａの外側面がアンカ側のガイド凹溝１５、１５の内側面から離隔せず、等速ジョイント内での動力損失が増大する場合が考えられる。これに対して、本発明の場合には、反アンカ側のガイド凹溝１５ｂ、１５ｂの内側面と上記各外側ローラ１３ｂ、１３ｂの外側面とが摺接する事を確実に防止して、等速ジョイント内での動力損失を小さく抑えられる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明のトリポード型等速ジョイントは、以上に述べた通り構成され作用するので、内部で発生する摩擦に基づく動力損失の低減を図り、伝達効率の向上を図ると共に、動力伝達時に発生する振動の低減にも寄与できる。
更に、組み付け方向を規制されず、しかも外径が大きくならない様にできる。この為、部品製作、部品管理、組み付け作業の簡略化によるコスト低減と、小型化による設計の自由度の向上と、軽量化による走行性能の向上とを図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の１例を示す切断正面図。
【図２】  ジョイント角を付した状態で一部を省略して示す、図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】  従来のトリポード型等速ジョイントの第１例を示す略斜視図。
【図４】  図３のＢ−Ｂ断面図。
【図５】  従来のトリポード型等速ジョイントの第２例を、ジョイント角が０度の状態で示す部分切断側面図。
【図６】  図５のＣ−Ｃ断面図。
【図７】  ジョイント角を付した状態で示す、図５の左部に相当する図。
【図８】  第一の先発明に係るトリポード型等速ジョイントを示す切断正面図。
【図９】  一部を省略し、ジョイント角が０度の状態で一部を省略して示す、図８のＤ−Ｄ断面図。
【図１０】  ジョイント角が大きい状態で示す、図９と同様の図。
【図１１】  ジョイント角が大きい状態での回転力伝達時に於ける各部の挙動を説明する為の、図９〜１０と同様の図。
【図１２】  外側ローラの外側面とガイド凹溝の内側面との間に存在する隙間を誇張して示す、部分切断正面図。
【図１３】  外側ローラの外側面とガイド凹溝の内側面との間に存在する隙間に基づいて外側ローラが傾斜した状態を誇張して示す、図１０と同様の図。
【図１４】  第二の先発明に係るトリポード型等速ジョイントを示す切断正面図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ  等速ジョイント
２  第一の回転軸
３、３ａ、３ａ´  ハウジング
４  第二の回転軸
５  トリポード
６、６ａ  凹部
７  ボス部
８  トラニオン
９、９ａ  ローラ
１０  ニードル軸受
１１  内側面
１２、１２ａ  内側ローラ
１３、１３ａ、１３ｂ  外側ローラ
１４  軸受
１５、１５ａ、１５ａ´、１５ｂ  ガイド凹溝
１６  底面
１７  スプライン溝
１８  ラジアルニードル軸受
１９  抑えリング
２０  係止溝
２１  止め輪
２２  ニードル
２３  係止鍔
２４  円筒面
２５  球状凸面
２６  球状凹面
２７  入れ溝
２８  隙間
２９、２９ａ  平坦部
３０  傾斜部
３２  ガイド面
【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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【図１３】
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【図１４】
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