(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側がローラ案内面とされた外方継手部材と、半径方向に延びる３本の脚軸を有するトリポード部材と、各脚軸上に設けられたローラと、各ローラ内に組込まれてローラを前記脚軸を中心にして回転自在に支持する転動体とから成り、前記ローラのそれぞれを前記外方継手部材のトラック溝内に挿入して前記ローラ案内面に接触し、外方継手部材とトリポード部材が作動角をとるトルクの伝達時にローラをローラ案内面との接触により転動させつつそのローラ案内面に沿って円弧状に往復動させて外方継手部材とトリポード部材の相互で回転トルクを伝えるようにしたトリポード型等速自在継手において、前記転動体をボールとし、前記ローラの内周にはそのボールが転動する断面円弧状の軌道面を設け、前記ボールが転動する断面円弧状の軌道面を外周に有する軌道輪を前記脚軸に外嵌し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】
前記ローラの外周を球面とし、前記ローラ案内面を外方継手部材の軸心に直交する平面で切断した縦断面の形状が円弧状の円筒面とし、その円筒面の曲率半径をローラの球面の半径より大きくして、ローラとローラ案内面とを点接触させるようにした請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記ローラの外周を球面とし、前記ローラ案内面を相対的に逆方向に傾斜する二つの傾斜面で形成して、ローラとローラ案内面とを２点で接触させるようにした請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記ローラ案内面を平坦面とし、前記ローラの外周を、そのローラの軸心を含む平面で切断した断面の形状が円弧状の曲面とした請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記ローラ案内面を平坦面とし、前記ローラの外周を円筒面とし、前記軌道輪の内周を、その軌道輪の軸心を含む平面で切断した断面の形状が凸円弧状の曲面とした請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のドライブシャフトの回転を駆動車輪に伝達する場合に使用される摺動式のトリポード型等速自在継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンの回転を駆動車輪に伝達する動力伝達系には、固定式の等速自在継手と摺動式の等速自在継手が組込まれる。
【０００３】
摺動式等速自在継手として、図８に示したものが従来から知られている。この等速自在継手はトリポード型等速自在継手であって、外方継手部材２０の内周に３本のトラック溝２１を１２０°の間隔をおいて形成し、その外方継手部材２０の内側に挿入したトリポード部材２２の外周に半径方向に延びる３本の脚軸２３を設け、各脚軸２３を中心にして回転自在に支持されたローラ２４を前記トラック溝２１内にスライド自在に挿入して、外方継手部材２０とトリポード部材２２の相互において回転トルクを伝えるようにしている。
【０００４】
ここで、トラック溝２１の両側に設けられたローラ案内面２１ａは外方継手部材２０の軸心と直交する平面で切断した際の断面形状を円弧状とする円筒面とされ、一方、ローラ２４の外周は球面２４ａとされている。
【０００５】
また、ローラ２４は、その内側に組込まれた針状ころ２５によって回転自在に、かつ脚軸２３の軸方向に移動自在に支持され、前記脚軸２３の先端部に取付けた止め輪２６およびスラストワッシャ２７によって抜け止めされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の等速自在継手においては、外方継手部材２０とトリポード部材２２とが作動角をとって回転トルクを伝達するとき、ローラ案内面２１ａとローラ２４とは斜交する関係となる。このとき、ローラ２４は同図の矢印で示す方向に回転しようとするのに対し、ローラ２４の転がり移動を案内するトラック溝２１の両側のローラ案内面２１ａは円筒面であって外方継手部材２０の軸心と平行しているため、ローラ２４はトラック溝２１に拘束されながら移動することになり、ローラ２４には比較的大きい前後方向の傾きモーメントが作用する。このため、そのローラ２４を支持する針状ころ２５は端部に負荷を受ける状態でローラ２４との接触により回転することになる。したがって、針状ころ２５がスキューし易く、その針状ころ２５のスキューによってローラ２４に円滑な回転が得られず、ローラ２４とローラ案内面２１ａとの間ですべりが生じて発熱し、さらに、このすべりが軸方向のスラスト力を誘起し、車体に振動を与え、騒音を発生させるという問題が生じる。
【０００７】
ここで、図９に模式的に示すように、トラック溝２１の両側のローラ案内面２１ａを平坦面とし、ローラ２４として円筒ローラを用いることにすれば、ローラ２４を正しく転がり回転させることができるが、この場合、ローラ２４の外周面とローラ案内面２１ａの干渉によって外方継手部材２０とトリポード部材２２の相互間で作動角をとることができなくなる。
【０００８】
すなわち、外方継手部材２０とトリポード部材２２とが作動角をとった場合を考えると、トリポード部材２２の３本の脚軸２３の軸心の交点Ｏ’が外方継手部材２０の軸心Ｏに対してずれｒが生じ、回転トルクの伝達時には、そのずれｒを半径として軸心Ｏのまわりを脚軸２３の軸心の交点Ｏ’が振れ回ろうとするため、同図の上側の脚軸２３を基本として考えると、他の２本の脚軸２３は作動角０度の場合に比較して、角度γだけ傾きを生じる。そのため、脚軸２３に支持されたローラ２４の外周面とローラ案内面２１ａとの間で鎖線イで示すように干渉が生じ、外方継手部材２０とトリポード部材２２の相互で作動角をとることができず、したがって、ローラ２４の外周面とローラ案内面２１ａとの間に干渉が生じるのを防止する機構が必要となる。
【０００９】
この発明の課題は、外方継手部材とトリポード部材の相互で回転トルクを伝達するローラの回転の円滑化を図り、振動や騒音の発生を抑制することができるようにしたトリポード型等速自在継手を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、内周に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側がローラ案内面とされた外方継手部材と、半径方向に延びる３本の脚軸を有するトリポード部材と、各脚軸上に設けられたローラと、各ローラ内に組込まれてローラを前記脚軸を中心にして回転自在に支持する転動体とから成り、前記ローラのそれぞれを前記外方継手部材のトラック溝内に挿入して前記ローラ案内面に接触し、外方継手部材とトリポード部材が作動角をとるトルクの伝達時にローラをローラ案内面との接触により転動させつつそのローラ案内面に沿って円弧状に往復動させて外方継手部材とトリポード部材の相互で回転トルクを伝えるようにしたトリポード型等速自在継手において、前記転動体をボールとし、前記ローラの内周にはそのボールが転動する断面円弧状の軌道面を設け、前記ボールが転動する断面円弧状の軌道面を外周に有する軌道輪を前記脚軸に外嵌した構成を採用したのである。
【００１１】
上記のように、ボールによってローラを回転自在に支持することによって、針状ころでローラを支持した場合のスキューの問題は無くなり、ローラを円滑に回転させることができる。
【００１２】
このため、外方継手部材とトリポード部材が作動角をとって回転トルクを伝達するトルク伝達時において、ローラ案内面に沿って移動するローラのスライド抵抗が小さく、振動、騒音の発生を抑制することができる。
【００１３】
ここで、ローラとローラ案内面との接触をローラ幅方向の略中央で接触する点接触とし、あるいは、ローラの幅方向両端部の２点で接触するアンギュラコンタクトとすると、ローラ案内面とローラとを線接触させた場合に比較して、外方継手部材とトリポード部材とが作動角をとる回転トルクの伝達時、ローラ案内面とローラの接触部における抵抗が小さく、ローラに付与される前後方向の傾きモーメントを小さくすることができる。
【００１４】
このため、ローラはトラック溝内でスムーズに姿勢を変換し、トラック溝に沿ってローラをスムーズに移動させることができる。
【００１５】
ローラとローラ案内面とを点接触させる方法として、ローラの外周を球面とし、ローラ案内面をその球面の半径より大きい曲率半径の円筒面とする方法、あるいは、ローラ案内面を平坦面とし、ローラの外周を球面とする方法を採用することができる。
【００１６】
また、ローラとローラ案内面を２点で接触させる方法として、ローラ案内面を相反する方向に傾斜する２つの傾斜面で形成されたゴシックアーチ形とし、ローラの外周を球面とする方法を採用することができる。
【００１７】
なお、ローラ案内面を平坦面とし、ローラの外周を球面とすると、外方軌道部材とトリポード部材とが作動角をとって回転トルクを伝達するトルク伝達時、ローラがローラ案内面と干渉するのを防止することができる。
【００１８】
ここで、ローラ案内面を平坦面とし、ローラの外周面を円筒面としてもよい。この場合は、軌道輪の内側に、その軌道輪の軸心を含む平面で切断した断面の形状が凸円弧状の曲面として、脚軸と軌道輪の相対的な傾きを可能とし、外方軌道部材とトリポード部材とが作動角をとって回転トルクを伝えるトルク伝達時に、ローラ案内面とローラとが干渉するのを防止する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図７に基づいて説明する。図１および図２に示すように、外方継手部材１は閉塞端に軸部２を有し、内周には３本のトラック溝３が１２０°の間隔をおいて形成され、各トラック溝３の両側はローラ案内面４とされている。
【００２０】
外方継手部材１の内側にはトリポード部材１０が挿入されている。トリポード部材１０には、セレーション１０ａの嵌合によってトルク伝達軸１１が接続されている。
【００２１】
トリポード部材１０は半径方向に突出する３本の脚軸１２を外周に有し、各脚軸１２に軌道輪１３がスライド自在に嵌合されている。軌道輪１３の外側にはローラ１４が設けられ、そのローラ１４の内周面に形成された断面円弧状の軌道溝１４ａと軌道輪１３の外周に設けられた軌道面１３ａ間にボール１５が組込まれ、このボール１５によってローラ１４が回転自在に支持されている。
【００２２】
ローラ１４は外方継手部材１のトラック溝３内にスライド自在に挿入されている。図３に示すように、ローラ１４の外周は球面１４ｂとされ、一方、トラック溝３の両側のローラ案内面４は、外方継手部材１の軸心に直交する平面で切断した断面の形状が円弧状の円筒面とされている。この円筒面から成るローラ案内面４の曲率半径はローラ１４の球面１４ｂの半径より大きく、外方継手部材１とトリポード部材１０の相互で回転トルクを伝達するとき、ローラ１４の球面１４ｂが円筒面から成るローラ案内面４と点接触するようになっている。
【００２３】
実施の形態で示す等速自在継手は上記の構造から成り、外方継手部材１とトリポード部材１０間の作動角が０度の場合、両部材１、１０間の回転トルクの伝達はローラ案内面４とこれに係合するローラ１４の係合部において行われる。この場合、外方継手部材１とトリポード部材１０の相対運動に伴うプランジングが生じると、トラック溝３のローラ案内面４に沿ってローラ１４が転動する。
【００２４】
外方継手部材１とトリポード部材１０とが図２に示すように、作動角θをとる回転トルクの伝達時、脚軸１２はトルク伝達軸１１の軸心まわりを回転し、トラック溝３に対して作動角θの２倍の角度振れを生じる。
【００２５】
このとき、ローラ１４は脚軸１２の軸心を中心として回転自在の支持であるため、ローラ１４はローラ案内面４に対して傾き角を変化させつつそのローラ案内面４に沿って円弧状に往復動する。
【００２６】
この場合、ローラ１４とローラ案内面４との接触は点接触であるため、接触部における抵抗が小さく、ローラ１４に付与される前後方向の傾きモーメントも小さい。このため、ローラ１４はトラック溝３内においてスムーズに姿勢を変換すると共に、ボール１５と軌道面１４ａとの接触部における抵抗も小さいので、ローラ１４は円滑に回転し、ローラ１４の移動時におけるスライド抵抗が小さく、振動、騒音の発生を抑制することができる。
【００２７】
また、脚軸１２がトルク伝達軸１１の軸心まわりを回転するとき、脚軸１２の軸心の交点は図９に示した場合と同様に、外方継手部材１の軸心のまわりを振れ回るため、脚軸１２は軌道輪１３に対して軸方向に移動する。
【００２８】
図３に示す実施の形態では、ローラ案内面４を円筒面とし、その曲率半径をローラ１４の球面１４ｂの半径より大きくして、ローラ１４とローラ案内面４とを点接触させるようにしたが、図４に示すように、ローラ案内面４を相反する方向に傾斜する２つの傾斜面４ａ、４ｂで形成し、各傾斜面４ａ、４ｂをローラ１４の球面１４ｂに点接触させるようにしてもよい。この場合も図３に示す場合と同様に、ローラ１４を円滑に回転させることができると共に、ローラ１４の姿勢をスムーズに変換させることができる。
【００２９】
図５に示すように、各脚軸１２の先端部に止め輪１６を取付け、その止め輪１６によって軌道輪１３を抜け止めすると、脚軸１２上に軌道輪１３、ボール１５およびローラ１４から成るローラアセンブリを抜け止め保持することができるため、外方継手部材１内にトリポード部材１０を挿入する等速自在継手の組立ての容易化を図ることができる。
【００３０】
図６は、この発明に係る等速自在継手の他の例を示す。図６（Ｉ）、（II）に示す例においては、ローラ案内面４を平坦面とし、ローラ１４の外周を、そのローラ１４の軸心を含む平面で切断した断面の形状が円弧状の曲面１４ｃとして、この曲面１４ｃとローラ案内面４とを点接触させるようにしている。
【００３１】
また、脚軸１２の先端部に止め輪１７を取付け、その止め輪１７とトリポード部材１０の外周に形成された肩１８とで軌道輪１３が脚軸１２の軸方向に移動するのを防止している。
【００３２】
上記実施例における等速自在継手においても、ローラ案内面４が平坦面であって、そのローラ案内面４とローラ１４との接触が点接触であるため、接触部における抵抗が小さく、外方継手部材１とトリポード部材１０とが作動角をとって回転トルクを伝達するトルク伝達時に、ローラ案内面４に沿ってローラ１４を円滑に転がり移動させることができ、スライド抵抗の低減化を図ることができる。
【００３３】
図７（Ｉ）、（II）に示す例においては、ローラ案内面４を平坦面とし、ローラ１４の外周を円筒面１４ｄとして、ローラ案内面４とローラ１４とを線接触させるようにしている。また、軌道輪１３の内周を、その軌道輪１３の軸心を含む平面で切断した断面の形状が凸円弧状の曲面１３ｂとしている。
【００３４】
また、脚軸１２の先端部に止め輪１６を取付け、その止め輪１６とトリポード部材１０の肩部８間に、脚軸１２と軌道輪１３の相対的な軸方向の移動を可能とする間隔も設けている。
【００３５】
上記のように形成すると、脚軸１２と軌道輪１３は相対的に傾動可能であるため、外方継手部材１とトリポード部材１０とが作動角をとって回転トルクを伝達時に、脚軸１２は軌道輪１３に対して傾動し、その傾動によってローラ１４がローラ案内面４に干渉するのを防止することができる。
【００３６】
このため、ローラ１４は平坦なローラ案内面４に沿って円滑に転がり移動し、スライド抵抗の減少を図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、脚軸に軌道輪を嵌合し、その軌道輪の外周に形成された軌道面とローラの内周に形成された軌道面間にボールを組込んでローラを回転自在に支持したことにより、外方継手部材とトリポード部材が作動角をとって回転トルクを伝達するトルク伝達時においてもローラを円滑に回転させることができる。したがって、ローラの移動時におけるスライド抵抗が小さく、振動および騒音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る等速自在継手の実施の形態を示す一部切欠正面図
【図２】図１に示す等速自在継手が作動角をとったときの状態を示す縦断側面図
【図３】図１に示す等速自在継手のローラの支持部を拡大して示す断面図
【図４】図１に示す等速自在継手のローラ支持部の他の例を示す断面図
【図５】この発明に係る等速自在継手の他の例を示す一部切欠正面図
【図６】（Ｉ）は、この発明に係る等速自在継手のさらに他の例を示す縦断側面図、（II）はローラ支持部の拡大断面図
【図７】（Ｉ）は、この発明に係る等速自在継手の他の例を示す縦断側面図、（II）はローラ支持部の拡大断面図
【図８】従来の等速自在継手を示す縦断側面図
【図９】等速自在継手を模式的に示す概略図
【符号の説明】
１  外方継手部材
３  トラック溝
４  ローラ案内面
４ａ、４ｂ  傾斜面
１０  トリポード部材
１２  脚軸
１３  軌道輪
１３ａ  軌道面
１３ｂ  曲面
１４  ローラ
１４ａ  軌道面
１４ｂ  球面
１４ｃ  曲面
１４ｄ  円筒面
１５  ボール
【図１】
0004115043.tif 000002
【図２】
0004115043.tif 000003
【図３】
0004115043.tif 000004
【図４】
0004115043.tif 000005
【図５】
0004115043.tif 000006
【図６】
0004115043.tif 000007
【図７】
0004115043.tif 000008
【図８】
0004115043.tif 000009
【図９】
0004115043.tif 000010