(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に向き合って配置されたローラ案内面を有する３つのトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トラック溝に挿入されたローラと、前記脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継手において、
前記リングの内周面を円筒形とし、かつ、脚軸の外周面を、縦断面においては湾曲形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面と接触すると共に継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまを形成するように、脚軸の横断面を、長軸が継手の軸線と直交する楕円形とし、脚軸の楕円形横断面の長軸半径をａ、短軸半径をｂとしたとき、楕円度ｂ／ａを、リングの内周面と接触する領域を他の領域よりも大きくしたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
円周方向に向き合って配置されたローラ案内面を有する３つのトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トラック溝に挿入されたローラと、前記脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継手において、
前記リングの内周面を円筒形とし、かつ、脚軸の外周面を、縦断面においては湾曲形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面と接触すると共に継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまを形成するように、脚軸の横断面を、長軸が継手の軸線と直交する楕円形とし、脚軸の楕円形横断面の長軸半径をａ、短軸半径をｂとしたとき、楕円度ｂ／ａを、リングと当接する部分から短軸と交わる部分にかけて漸次減少させたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項３】
脚軸の縦断面における湾曲形状の曲率半径を１．１ａ〜８．７ａとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
脚軸の外周面のうちリングと当接する部分のみ研削したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
ローラの外周面と外側継手部材のローラ案内面とがアンギュラ・コンタクトすることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
リングとローラの間に複数の針状ころを配置してリングとローラを相対回転自在としたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
リングとローラの間に複数のボールを配置してリングとローラを相対回転自在としたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はスライド式トリポード型等速自在継手に関する。一般に、等速自在継手は駆動側と従動側の２軸を連結して２軸間に角度があっても等速で回転力を伝達することのできるユニバーサルジョイントの一種であって、スライド式のものは、継手のプランジングによって２軸間の相対的軸方向変位を可能にしたものであり、トリポード型は、半径方向に突出した３本の脚軸を備えたトリポード部材を一方の軸に結合し、軸方向に延びる３つのトラック溝を備えた中空円筒状の外側継手部材を他方の軸に結合し、外側継手部材のトラック溝内にトリポード部材の脚軸を収容してトルクの伝達を行うようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
スライド式トリポード型等速自在継手の一例を図１１を参照して説明すると、外側継手部材１の内周面の軸方向に３本の円筒形トラック溝２を形成し、外側継手部材１内に挿入したトリポード部材４の半径方向に突設した３本の脚軸５の円筒状の外周面に複数の針状ころ６を介して回転可能に外嵌した円環状のローラ７をトラック溝２に挿入して構成される。各トラック溝２の円周方向で対向する一対のローラ案内面３は外側継手部材１の軸線と平行な凹曲面（部分円筒面）であり、３本の脚軸５の各ローラ７の外周面はローラ案内面３に適合する凸曲面（部分球面）である。各ローラ７は、対応するトラック溝２のローラ案内面３に係合して脚軸５を中心に回転しながらトラック溝２に沿って外側継手部材１の軸線方向に移動可能である。
【０００３】
図１１（Ｂ）に示すように、継手が作動角θをとった状態で回転力を伝達するとき、ローラ７とローラ案内面３とは図１１（Ｃ）に示すように互いに斜交する関係となる。この場合、ローラ７は図１１（Ｂ）に矢印ｔで示す方向に転がり移動しようとするのに対して、トラック溝２は外側継手部材１の軸線と平行な部分円筒面であるため、ローラ７はトラック溝２に拘束されながら移動することになる。その結果、ローラ案内面３とローラ７との相互間に滑り摩擦が発生してスライド抵抗が発生し、さらに、この滑り摩擦が軸方向に誘起スラストを発生させる。このようなスライド抵抗と誘起スラストは、車体の振動や騒音の発生原因となり、自動車のＮＶＨ性能に影響を与え、車両の足回りの設計自由度を低くするため、できるだけ低減させることが望まれる。
【０００４】
かかるスライド抵抗と誘起スラストの低減を企図したスライド式トリポード型等速自在継手として、たとえば図１２に示す構造のものが知られている。すなわち、図示するように、トリポード部材４の脚軸５の外周面を真球面にして、この真球面に円筒状のリング８の円筒形内周面が摺動可能に外嵌している。リング８とローラ７とは転動体を介して相対回転自在のローラアセンブリを構成する。針状ころ６は、リング８の円筒形外周面とローラ７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、円環状のワッシャ９で抜け止めがなされる。ローラ７は外側継手部材１のトラック溝２内に収容され、トラック溝２のローラ案内面３上を転動しながら外側継手部材１の軸方向に移動可能である。
【０００５】
脚軸５の外周面は脚軸５の軸線上に曲率中心を持つ真球面で、この曲率中心の回りをローラアセンブリ（７，８）が首振り揺動する。ローラアセンブリが首振り揺動自在であるため、外側継手部材１とトリポード部材４が作動角をとった状態で回転力伝達を行うとき、ローラ７は外側継手部材１の軸線と平行な姿勢を保つように外側継手部材１のローラ案内面３によって案内され、そのままの姿勢でローラ案内面３上を正しく転動する。したがって、作動角運転時における滑り摩擦が低減し、スライド抵抗と誘起スラストの発生が抑制されるというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達するためにスライド式トリポード型等速自在継手を使用することが知られている。スライド式トリポード型等速自在継手は、トリポード部材の脚軸に球面ローラを取り付けてあり、脚軸外周面と球面ローラ内周面間に転動体として針状ころが保持器なしの総ころタイプで用いられる。そして、角度をとった状態でトルクを伝達するとき、内部部品間の相互摩擦によって、回転中には誘起スラストが、また、停止状態でも強制的に軸方向に伸縮させるとスライド抵抗がそれぞれ発生する。これら誘起スラストやスライド抵抗が関与する自動車の代表的なＮＶＨ現象として、前者との関連では走行中の車体の横振れ、後者との関連ではＡＴ車における停止時Ｄレンジのアイドリング振動現象がある。
【０００７】
自動車のＮＶＨ問題は、継手の誘起スラストやスライド抵抗の大きさを小さくすることが解決のポイントである。一般に、継手の誘起スラストやスライド抵抗は作動角の大きさに依存する傾向がある。このため、自動車のドライブシャフトに適用する場合、作動角を大きくできないという設計上の制約につながる。したがって、自動車の足回り設計の自由度を高めるには、誘起スラストやスライド抵抗の低位安定化が課題であった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、これら誘起スラストやスライド抵抗の一層の低減および安定化を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、円周方向に向き合って配置されたローラ案内面を有する３つのトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トラック溝に挿入されたローラと、前記脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継手において、前記リングの内周面を円筒形とし、かつ、脚軸の外周面を、縦断面においては湾曲形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面と接触すると共に継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまを形成するように、脚軸の横断面を、長軸が継手の軸線と直交する楕円形とし、脚軸の楕円形横断面の長軸半径をａ、短軸半径をｂとしたとき、楕円度ｂ／ａを、リングの内周面と接触する領域を他の領域よりも大きくしたことを特徴とする等速自在継手である。
【００１０】
請求項２の発明は、円周方向に向き合って配置されたローラ案内面を有する３つのトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トラック溝に挿入されたローラと、前記脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継手において、前記リングの内周面を円筒形とし、かつ、脚軸の外周面を、縦断面においては湾曲形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面と接触すると共に継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまを形成するように、脚軸の横断面を、長軸が継手の軸線と直交する楕円形とし、脚軸の楕円形横断面の長軸半径をａ、短軸半径をｂとしたとき、楕円度ｂ／ａを、リングと当接する部分から短軸と交わる部分にかけて漸次減少させたことを特徴とする等速自在継手である。
脚軸の横断面形状について、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面と接触するとともに継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまを形成するような形状とは、言い換えれば、トリポード部材の軸方向で互いに向き合った面部分が相互方向に、つまり、仮想円筒面よりも小径側に、退避している形状を意味する。その一つの具体例として楕円形が挙げられる。そして、長軸が継手の軸線に直交する楕円形とする。ここで楕円形とは、字義どおりの楕円に限らず、一般に卵形、小判形等と称される形状を含むものとする。
脚軸の楕円形横断面の楕円度ｂ／ａが小さいほど、より大きな作動角をとってもローラアセンブリを傾かせることなく脚軸が傾くことができるが、その反面接触部の面圧が上がり、脚軸の強度も下がる。そこで、請求項１の発明は、脚軸の横断面形状を、リングと接触する領域についてだけ楕円度ｂ１／ａ１を大きくし、他の非接触領域については最大作動角で干渉しない程度の楕円度ｂ２／ａ２とした複合楕円形状としたものである。請求項２の発明は、接触領域を単一楕円で構成するのではなく、楕円度ｂ／ａを連続的に変化させたものである。
【００１１】
従来円形であった脚軸の横断面形状を上記の形状としたことにより、継手が作動角をとったとき、ローラアセンブリの姿勢を変えることなく、脚軸が外側継手部材に対して傾くことができる。しかも、図３および図７と図１２（Ｃ）を対比すれば明らかなように、脚軸の外周面とリングとの接触楕円が横長から点に近づくため、ローラアセンブリ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、ローラアセンブリの姿勢が常に安定し、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。これにより、スライド抵抗の低減ひいては誘起スラストの低減に寄与する。さらに、脚軸の根元部の断面係数が増加することによる脚軸の曲げ強度が向上するという利点もある。なお、リングの内周面は全長にわたって円筒形である必要はなく、脚軸と接触する中央部分のみ円筒形とし、両端部は脚軸が傾いたとき干渉を避けるための逃げ部を形成してもよい。
【００１２】
ローラアセンブリは脚軸と外側継手部材との間に介在してトルクを伝達する役割を果たすものであるが、この種の等速自在継手におけるトルクの伝達方向は常に継手の軸線に直交する方向であるため、当該トルクの伝達方向において脚軸とリングとが接していることでトルクの伝達は可能であり、継手の軸線方向において両者間にすきまがあってもトルク伝達に支障を来すことはない。
【００１４】
より具体的には、請求項１または２に記載するような脚軸の横断面形状を採用することにより、リングとの接触面圧が緩和され、脚軸の強度低下も避けられる。しかも、リングを傾かせることなく脚軸が傾くことができるため、ローラが傾くことなく円滑にローラ案内面を転動することができる。したがって、ローラの傾きを規制する目的で外側継手部材のトラック溝に設けることのある鍔を省略することができる。鍔を省略することにより、外側継手部材の軽量化、加工の簡素化が図れるばかりでなく、ローラと鍔との滑り接触を原因とするスライド抵抗が皆無となる結果、スライド抵抗の一層の減少と誘起スラストの低減が達成される。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の等速自在継手において、脚軸の縦断面における湾曲形状の曲率半径を１．１ａ〜８．７ａとしたことを特徴とする。これにより、トリポード型等速自在継手特有のトラニオン中心振れ回りに起因する脚軸の傾きを吸収できるため、継手横断面内でのローラアセンブリを傾かせる要因が解消し、自動車のＮＶＨ性能の向上に寄与する。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の等速自在継手において、脚軸の外周面のうちリングと当接する部分のみ研削したことを特徴とする。当該所定範囲は加工誤差等を勘案して接触領域より幾分広めに設定するのが好ましい。そして、当該所定範囲以外の部分は研削を施すことなく鍛造仕上げのまま残してもよく、これにより加工時間の短縮、コストダウンが可能となる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の等速自在継手において、ローラの外周面と外側継手部材のローラ案内面とがアンギュラ・コンタクトすることを特徴とする。ローラとローラ案内面とがアンギュラ・コンタクトをなすことにより、ローラが振れにくくなってその姿勢が一層安定するため、ローラが外側継手部材の軸方向に移動する際にローラ案内面上をより少ない抵抗で円滑に転動する。かかるアンギュラ・コンタクトを実現するための具体的な構成を例示するならば、ローラの外周面の母線を凸円弧とし、かつ、ローラ案内面の断面形状をテーパ形状またはゴシックアーチ形状とすることが挙げられる。
【００１８】
請求項１から５のいずれか１項に記載の等速自在継手において、リングとローラの間に複数の転動体を配置してリングとローラを相対回転自在とすることにより、ローラが脚軸のまわりを滑らかに回転でき、スライド抵抗が低減する。転動体としては針状ころ（請求項６）またはボール（請求項７）を採用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
まず、図１ないし図４に示す実施の形態を説明する。ここで、図１（Ａ）は一部を断面にした継手の端面図であり、図１（Ｂ）は脚軸に垂直な断面を示し、図２は作動角θをとった状態の継手の縦断面を示す。図示するように、等速自在継手は外側継手部材１０とトリポード部材２０とからなり、連結すべき２軸の一方が外側継手部材１０と接続され、他方がトリポード部材２０と接続される。
【００２０】
図１に示されるように、外側継手部材１０は内周面に軸方向に延びる３本のトラック溝１２を有する。各トラック溝１２の円周方向で向かい合った側壁にローラ案内面１４が形成されている。トリポード部材２０は半径方向に突設した３本の脚軸２２を有し、各脚軸２２にはローラ３４が取り付けてあり、このローラ３４が外側継手部材１０のトラック溝１２内に収容される。ローラ３４の外周面はローラ案内面１４に適合する断面形状を有している。
【００２１】
ローラ３４の外周面は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した凸曲面であり、ローラ案内面１４の断面形状はゴシックアーチ形状であって、これにより、ローラ３４とローラ案内面１４とがアンギュラ・コンタクトをなす。図１（Ａ）に、２つの当たり位置を一点鎖線で示してある。図示は省略したが、球面状のローラ外周面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・コンタクトが実現する。このようにローラ３４とローラ案内面１４とがアンギュラ・コンタクトをなす構成を採用することによって、ローラ３４が振れにくくなるため姿勢が安定する。なお、アンギュラ・コンタクトを採用しない場合には、たとえば、ローラ案内面１４を軸線が外側継手部材１０の軸線と平行な円筒面の一部で構成し、その断面形状をローラ３４の外周面の母線に対応する円弧とすることもできる。
【００２２】
脚軸２２の外周面にリング３２が外嵌している。このリング３２とローラ３４とは複数の針状ころ３６を介してユニット化され、相対回転可能なローラアセンブリを構成している。すなわち、リング３２の円筒形外周面を内側軌道面とし、ローラ３４の円筒形内周面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１（Ｂ）に示されるように、針状ころ３６は、できるだけ多くのころを入れた、保持器のない、いわゆる総ころ状態で組み込まれている。符号３３，３５で指してあるのは、針状ころ３６の抜け落ち止めのためにローラ３４の内周面に形成した環状溝に装着した一対のワッシャである。これらのワッシャ３３，３５は円周方向の一個所に切れ目を有し（図４（Ｂ）参照）、弾性的に縮径させた状態でローラ３４内に挿入し、弾性的に拡開しようとする力を利用して環状溝に装着する。
【００２３】
脚軸２２の外周面は、縦断面（図１（Ａ）または図２（Ａ））で見ると、中央部が外側に膨らんだ凸曲線、たとえば曲率半径Ｒの凸円弧であり、横断面（図１（Ｂ））で見ると、長軸が継手の軸線に直交する楕円形状である。言い換えれば、脚軸の横断面形状は、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。
【００２４】
図３に示されるように、リング３２の内周面は円筒形である。このことと、脚軸２２の縦断面形状が上述のように凸曲線状であることから、リング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、上述のとおりリング３２とローラ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、リング３２とローラ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の軸線に対してリング３２およびローラ３４の軸線が傾くことをいう（図２（Ａ）参照）。
【００２５】
リング３２の内周面をほぼ全長にわたって円筒形とすることも可能であるが、ここでは、リング３２の内周面の母線は、中央の円筒部３２ａとその両側の逃げ部３２ｂとの組合せで形成されている。逃げ部３２ｂは、図２（Ａ）および図４（Ａ）のように作動角θをとったときの脚軸２２との干渉を避けるための部分であり、円筒部３２ａの端からリング３２の端部に向かって徐々に拡径した直線または曲線で構成する。ここでは、逃げ部３２ｂを円錐角α＝５０°の円錐面の一部とした場合を例示してある。
【００２６】
トリポード型等速自在継手では、機構上、外側継手部材１０が１回転するときトリポード部材２０は外側継手部材１０の中心に対して３回振れ回る。このとき符号ｅ（図２（Ａ））で表わされる偏心量は作動角θに比例して増加する。そして、３本の脚軸２２は１２０°ずつ離間しているが、作動角θをとると、図２（Ｂ）に示すように、同図の上側に現われている垂直な脚軸２２を基本として考えると、他の２本の脚軸２２は、二点鎖線で示す作動角０のときのそれらの軸線からわずかに傾く。その傾きは作動角θがたとえば約２３°のとき２〜３°程度となる。この傾きが脚軸２２の外周面の曲率によって無理なく許容されるため、脚軸２２とリング３２との接触部における面圧が過度に高くなるのを防止することができる。なお、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の左側面から見たトリポード部材２０の３本の脚軸２２を模式的に図示したもので、実線が脚軸を表わしている。
【００２７】
図１２に示した従来の継手の場合、脚軸５の外周面が全周にわたってリング８の内周面と接するため、接触楕円が図１２（Ｃ）に破線で示すように円周方向に延びた横長形状を呈する。そのため、外側継手部材１に対して脚軸５が傾くとき、脚軸５の動きに伴ってリング８を、延いてはローラ７を傾かせるように作用する摩擦モーメントが発生する。これに対し、図１に示した実施の形態では、脚軸２２の横断面が楕円形で、リング３２の内周面が円筒形であることから、両者の接触楕円は図３に二点鎖線で示すように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、作動角をとった状態でトルクを伝達する際、ローラアセンブリ（３２，３４）を傾かせようとする力が従来のものに比べると非常に低減し、ローラ３４の姿勢の安定性が一層向上する。
【００２８】
さらに、図１２の従来の継手では、ローラ７の傾きを規制する目的で、トラック溝２の奥側つまり外側継手部材１の横断面で見て大径側に、ローラ７の端面と対向した鍔を形成してある。しかしながら、上の各実施の形態、さらには以下に述べる実施例にあっては、ローラ３４を傾かせる要因が低減されているため、必ずしもそのような鍔を設ける必要はなく、鍔を省略することができる。その結果、ローラ３４が何らかの原因で一時的に振れたとしても鍔に接触して滑り摩擦を発生させるといった心配が皆無となる。
【００２９】
図５ないし図７は、上述の実施の形態における針状ころ３６に代えてボール３６’を転動体として使用した実施の形態を示す。ボール３６’の使用に伴いリング３２の外周面およびローラ３４の内周面に軌道面を形成した点と、ワッシャ３３，３５を有さず代わりにリング３２’とローラ３４’にボール３６’の組込みのための入れ穴３３’，３５’を設けた点を除き、図１ないし図４に関連して既に述べたところと基本的に変わるところはない。
【００３０】
【実施例】
本発明の実施をするにあたっては、図４に示すように、横断面が楕円形の脚軸２２と円形のリング３２とが接触してトルクを伝達することから、両者間の接触部における面圧の緩和を図る必要がある。以下、そのための具体的な実施例について説明する。なお、図４（Ｂ）において、紙面の上下方向がトルク伝達方向であり、紙面の左右方向が非負荷側となる。
【００３１】
継手が作動角θをとった状態でトルクを伝達するとき、図４に二点鎖線で示すように、脚軸２２はリング３２に対して作動角θの範囲内で往復揺動する。このとき、非負荷側については、脚軸２２とリング３２の間に比較的大きなすきまが存在するため、脚軸２２がリング３２と干渉することなく揺動することができる。しかしながら、負荷側については、作動角θが大きくなって脚軸２２の傾きが大きくなるにつれて図４（Ｂ）に二点鎖線で示されているように脚軸２２の見かけの曲率が大きくなり、リング３２の内径よりも大きな曲率になると脚軸２２とリング３２とが２点当たりとなるに至る。すると、それ以後は脚軸２２のみが自由に傾くことはできず、リング３２を、延いてはローラアセンブリ（３２，３４）を傾かせることとなる。したがって、所定の角度範囲内では、脚軸２２のみがリング３２と干渉することなく傾くことができるように、脚軸２２の横断面形状、とりわけ負荷側の形状を決定する。
【００３２】
具体的には、最大作動角θｍａｘを２５°としたとき、図８に示すように、脚軸２２の楕円形横断面の長軸半径ａと短軸半径ｂならびに脚軸２２の縦断面における外周面の曲率半径Ｒを次のように設定すると、継手が最大作動角をとってもリング３２が傾かないようにするとともに、脚軸２２とリング３２との間の接触楕円を作動角０°の時に円に近づける（最小楕円）ことができる。
ｂ／ａ＝０．８４１
Ｒ＝２．３８０ａ
曲率半径Ｒの推奨範囲を０．５Ｒ〜１．５Ｒすなわち１．１９０ａ〜３．５７０ａとするならば、そのときの楕円度ｂ／ａは０．９８３〜０．６６９となる。
【００３３】
上述の設定では、しかしながら、形状的には可能であるが、自動車実使用になると脚軸２２／リング３２間の面圧が高すぎる懸念がある。そのため、自動車用途における常用作動角域で低振動を求められるのであれば、ローラアセンブリ（３２，３４）が傾かない程度まで作動角を下げれば面圧も下がり、実使用可能となる。たとえば、常用作動角θを１０°を超え２０°未満の範囲とするならば、脚軸２２の外周面の曲率半径Ｒおよび楕円度ｂ／ａの最適値および推奨範囲は表１に示すとおりとなる。
【００３４】
【表１】
0004087036.tif 000002
【００３５】
既述のとおり、脚軸２２の楕円形横断面の楕円度ｂ／ａが小さいほど、より大きな作動角をとってもローラアセンブリ（３２，３４）を傾かせることなく脚軸２２が傾くことができるが、その反面接触部の面圧が上がり、脚軸２２の強度も下がる。そこで、図９に示す実施例は、脚軸２２の横断面形状を、リング３２と接触する領域すなわち接触領域βについてだけ楕円度ｂ1 ／ａ1 を大きくし、他の非接触領域については最大作動角で干渉しない程度の楕円度ｂ2 ／ａ2 とした複合楕円形状としたものである。たとえば、常用作動角θｍａｘを１５°とし、脚軸２２の外周面の曲率半径Ｒを３．８８８ａとした場合、接触領域の楕円度ｂ1 ／ａ1 を０．８９４とし、非接触領域の楕円度ｂ2 ／ａ2 を０．７０４とする。なお、図９では図の下側にのみ接触領域βの表示をしてあるが、脚軸２２の横断面は対称形であるため図の上側にも接触領域が存在することは言うまでもない。
【００３６】
また、図１０に示す実施例は、上記接触領域βを単一楕円で構成するのではなく、楕円度（ｂ／ａ）を連続的に変化させたものである。たとえば、上記と同様に常用作動角θｍａｘを１５°とし、脚軸２２の外周面の曲率半径Ｒを３．８８８ａとした場合、接触領域では、長軸と交わる位置の楕円度を１．０とし、その位置から離れるにつれて楕円度を徐々に下げていき、非接触領域では楕円度を０．７０４とする。あるいは、接触領域、非接触領域に関係なく長軸側から短軸側に楕円度を１．０から０．７０４まで徐々に下げた形状としてもよい。図１０は、接触領域の長軸と交わる位置では楕円度を１．０とし、その位置から離れるに従って、たとえば図示するように所定の角度ごとに、曲率半径を漸減させる場合を例示している。
【００３７】
上述のように脚軸２２の横断面形状が楕円形であるため、精度が要求される負荷側接触領域（β）だけ研削を施す範囲とし、それ以外の非接触領域については正規の楕円（図１０に二点鎖線で示す）より内径側に避退した形状に加工しておき、研削逃がしとすることもできる。なお、この研削逃がし部分は必ずしも切削その他の加工を積極的に施すことによって形成する必要はなく、脚軸の鍛造の際に当該形状に形成して鍛造仕上げのままとしてもよく、これにより加工時間短縮、コストダウンにもなる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、円周方向に向き合って配置されたローラ案内面を有する３つのトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トラック溝に挿入されたローラと、前記脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継手において、前記リングの内周面を円筒形とし、かつ、脚軸の外周面を、縦断面においては湾曲形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面と接触すると共に継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまを形成するようにしたものであるため、継手が作動角をとったとき、ローラアセンブリの姿勢を変えることなく、脚軸が外側継手部材に対して傾くことができる。しかも、脚軸の外周面とリングとの接触楕円が横長から点に近づくため、ローラアセンブリ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、ローラアセンブリの姿勢が常に安定し、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。これにより、スライド抵抗の低減ひいては誘起スラストの低減に寄与する。さらに、脚軸の根元部の断面係数が増加することによる脚軸の曲げ強度が向上するという利点もある。
【００３９】
本発明の等速自在継手は、特に自動車のドライブシャフト用に適用すればスライド抵抗や誘起スラストの大きさが関与する自動車のＮＶＨ性能の改善に寄与し得、車両足回り設計の自由度も高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は一部を断面にした等速自在継手の端面図、
（Ｂ）は脚軸に垂直な断面図である。
【図２】（Ａ）は図１の等速自在継手の縦断面図であって作動角をとった状態を示し、（Ｂ）は（Ａ）におけるトリポード部材の模式的側面図である。
【図３】リングの拡大断面図である。
【図４】（Ａ）はトリポード部材とローラアセンブリの断面図である。
（Ｂ）は平面図である。
【図５】（Ａ）は一部を断面にした等速自在継手の端面図、
（Ｂ）は脚軸に垂直な断面図、
【図６】等速自在継手の縦断面図であって作動角をとった状態を示す。
【図７】リングの拡大断面図である。
【図８】脚軸の横断面図である。
【図９】脚軸の横断面図である。
【図１０】脚軸の横断面図である。
【図１１】（Ａ）は従来の等速自在継手の横断面図、
（Ｂ）は縦断面図、
（Ｃ）はローラとローラ案内面との相互関係を示す模式的斜視図である。
【図１２】（Ａ）は他の従来の等速自在継手の横断面図、
（Ｂ）は脚軸に垂直な断面図、
（Ｃ）は接触楕円を説明するためのリングの断面図である。
【符号の説明】
１０  外側継手部材
１２  トラック溝
１４  ローラ案内面
２０  トリポード部材
２２  脚軸
ａ  長軸半径
ｂ  短軸半径
Ｒ  曲率半径
３２，３２’  リング
３２ａ，３２ａ’  円筒部
３２ｂ，３２ｂ’  逃げ部
３４，３４’  ローラ
３６  針状ころ（転動体）
３６’  ボール（転動体）
【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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