(57)【要約】【課題】トリポード系等速自在継手のトラニオンジャーナルとローラとの間に介在させた転動体の潤滑状態を良好に保つ。【解決手段】トリポード系等速自在継手は、内周の円周方向等分位置に軸方向に延びるトラック溝16をもった外輪10と、円周方向等分位置から半径方向に突出するトラニオンジャーナル26をもったトラニオン20と、各トラニオンジャーナル26に転動体32を介して回転自在に支持されたローラ30とを有し、トラニオンジャーナル26の内部に固形潤滑剤を封入して、トラニオンジャーナル26の外周面とローラ30の内周面との間の転動体収容部38に給脂するようにしてある。【選択図】図１
2009058075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周の円周方向等分位置に軸方向に延びるトラック溝をもった外輪と、
円周方向等分位置から半径方向に突出するトラニオンジャーナルをもったトラニオンと、
各トラニオンジャーナルに転動体を介して回転自在に支持されたローラと
を有し、前記トラニオンジャーナルの内部に固形潤滑剤を封入し、トラニオンジャーナルの外周面とローラの内周面との間の転動体収容部に給脂するようにしたトリポード系等速自在継手。
【請求項２】
前記固形潤滑剤は、平均分子量約１×１０6〜５×１０6の超高分子量ポリエチレン９５〜１ｗｔ％と、その超高分子量ポリエチレンのゲル化温度より高い滴点を有する潤滑グリース５〜９９ｗｔ％とからなる請求項１のトリポード系等速自在継手。
【請求項３】
前記トラニオンジャーナルに、端面に開口するグリース溜まりと、前記グリース溜まりと前記トラニオンジャーナルの外周面とを連通させる給脂穴とを形成し、前記グリース溜まりに前記固形潤滑剤を充填して開口に埋め栓を設けた、請求項１または２のトリポード系等速自在継手。
【請求項４】
前記給脂穴の内径を前記グリース溜まりの内径の１／２以下とした請求項３のトリポード系等速自在継手。
【請求項５】
平均分子量約１×１０6〜５×１０6の超高分子量ポリエチレン９５〜１ｗｔ％と、その超高分子量ポリエチレンのゲル化温度より高い滴点を有する潤滑グリース５〜９９ｗｔ％とからなる混合物をグリース溜まりに充填した後、上記超高分子量ポリエチレンのゲル化温度以上に加熱し、その後冷却固化する、請求項１から４のいずれか１項のトリポード系等速自在継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はトリポード系等速自在継手およびその製造方法に関し、自動車や各種産業機械の動力伝達装置に利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
トリポード系等速自在継手は、角度変位のみならず軸方向変位も可能なしゅう動式等速自在継手の一種で、軸方向に延びるトラック溝を内周に円周方向等間隔で形成した外輪と、半径方向に突出したトラニオンジャーナルを円周方向に等間隔で配置したトラニオンを備えている。各トラニオンジャーナルに転動体を介して回転自在にローラが取り付けてあり、このローラは外輪のトラック溝に収容されている。トラニオンジャーナルの数が３本のトリポード型、２本のバイポッド型などが知られている。以下ではもっぱらトリポード型を例にとって説明する。
【０００３】
トリポード型等速自在継手は、ローラと転動体をトラニオンジャーナルに組み付けて止め輪で抜け止めしたトリポードキットを、防錆油に浸漬して防錆処理をしてから外輪に挿入し、外輪内にグリースを封入した後、ブーツを取り付けるというのが一般的な製造過程である。ブーツはゴムや合成樹脂でつくられ、グリースの洩れや外部からの異物侵入を防止するほか、継手を外部衝撃から保護する役割を果たす。
【０００４】
このようなトリポード系等速自在継手は、滑り運動が少なく、スライド抵抗が小さいことから、前輪駆動車や４輪駆動車の駆動軸、推進軸等に用いられている。
【特許文献１】特開平１１−２７０５７２号公報
【特許文献２】特開昭６３−２３２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４に示すようにトリポード型等速自在継手が作動角をとった状態でトルクを伝達するとき、ローラ３０とトラック溝１４の側壁すなわちローラ案内面は互いに斜交した関係となるため（図４（Ｂ））、ローラ３０が正しい転がり運動をすることができない。すなわち、ローラ３０は矢印（図４（Ｂ））で示す方向に転がり移動しようとするのに対し、トラック溝１４が外輪１０の軸心に平行な円筒形状であることから、ローラ３０はトラック溝１４に拘束されながら移動することになる。その結果、トラック溝１４とローラ３０との相互間に滑りが生じて発熱し、さらにこの滑りが軸方向力を誘起し（誘起スラスト）、振動発生の原因となる。そして、この振動は、当該トリポード型等速自在継手を搭載した自動車等のＮＶＨ特性を低下させる要因となる。
【０００６】
通常のトリポード系等速自在継手は、組立最終段階で外輪内にグリースを封入してトラニオンジャーナルとローラとの間の転動体収納部の潤滑性を確保するようにしている。しかし、転動体収納部は複数の転動体がある狭い場所であり、かつ、転動体収納部は転動体の抜け止めのためのワッシャ類で半ば塞がれた状態にあって、外輪内に充填したグリースが転動体収納部に入り難い構造となっている。そのため、転動体収納部が潤滑剤の枯渇化等で潤滑不良が発生し、スライド抵抗や誘起スラストが増大する可能性がある。
【０００７】
特許文献１には、トラニオンジャーナルとローラとの間の転動体収納部に潤滑剤を積極的に進入させることが提案されているが、転動体の周囲に必要以上の潤滑剤を封入することになりかねず、またその作業には時間もかかる、といった問題がある。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、トリポード系等速自在継手のトラニオンジャーナルとローラとの間に介在させた転動体の潤滑状態を良好に保つことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、トラニオンジャーナルの内部に固形潤滑剤を封入し、トラニオンジャーナルの外周面から給脂することによって課題を解決したものである。
【００１０】
すなわち、この発明のトリポード系等速自在継手は、内周の円周方向等分位置に軸方向に延びるトラック溝をもった外輪と、円周方向等分位置から半径方向に突出するトラニオンジャーナルをもったトラニオンと、各トラニオンジャーナルに転動体を介して回転自在に支持されたローラとを有し、前記トラニオンジャーナルの内部に固形潤滑剤を封入し、トラニオンジャーナルの外周面から給脂するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
トラニオンジャーナルの外周面から給脂することにより、トラニオンジャーナルとローラとの間に介在する転動体の周囲に直接、油脂が供給されるためこの部分の潤滑性が向上し、ローラが抵抗少なく、円滑に回転するようになる。したがって、等速自在継手の誘起スラストを低減させるのに役立つ。
【００１２】
固形潤滑剤の例を挙げるならば、平均分子量約１×１０6〜５×１０6の超高分子量ポリエチレン９５〜１ｗｔ％と、その超高分子量ポリエチレンのゲル化温度より高い滴点を有する潤滑グリース５〜９９ｗｔ％とからなる混合物を挙げることができる（特許文献２参照）。この混合物をグリース溜まりに充填した後、上記超高分子量ポリエチレンのゲル化温度以上に加熱し、その後冷却固化する（請求項５）。
【００１３】
具体的には、トラニオンジャーナルに、端面に開口するグリース溜まりと、グリース溜まりとトラニオンジャーナルの外周面とを連通させる給脂穴とを形成し、グリース溜まりに固形潤滑剤を充填して開口に埋め栓を設ける。これにより、固形潤滑剤から滲み出たグリースの基油由来の油脂がグリース溜まりから給脂穴を通ってトラニオンジャーナルの外周面すなわち転動体の周辺に供給される。
【００１４】
給脂穴からの給脂を適量にするため、給脂穴の内径はグリース溜まりの内径の１／２以下とするのが好ましい。給脂穴の内径を大きくしすぎると、油脂が過度に供給され、油脂が早期に枯渇するおそれがある。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、トラニオンジャーナルとローラとの間に介在させた転動体の潤滑性が向上し、しかも、良好な潤滑状態を長期にわたって維持することができる。したがって、この発明のトリポード系等速自在継手は、転動体収納部が潤滑の枯渇化等で潤滑不良となり誘起スラストが増大する可能性がほとんどなく、常に安定した誘起スラストを維持する。
また、グリース溜まりには、転動体の潤滑に必要な最小限の固形潤滑剤を封入すればよいため、従来外輪内に充填していたグリースは廃止してもよい。したがって、グリースの使用量が減少してコスト低減が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
まず、図３に従ってトリポード系等速自在継手の基本的構成について述べる。トリポード型等速自在継手は、外側継手部材としての外輪１０と、内側継手部材としてのトラニオン２０と、トルク伝達要素としてのローラ３０とを主要な構成要素としている。
【００１７】
外輪１０はマウス部１２とステム部１８とからなり、ステム部のスプライン（またはセレーション。以下、同じ。）軸部で、連結すべき２軸のうちの一方とトルク伝達可能に接続するようになっている。マウス部１２はカップ状で、内周面１４の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝１６が形成してある。
【００１８】
トラニオン２０はボス部２２とトラニオンジャーナル２６とからなり、ボス部２２の軸心部分に形成したスプライン孔２４で、連結すべき２軸のうちのもう一方とトルク伝達可能に接続するようになっている。トラニオンジャーナル２６はボス部２２の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。各トラニオンジャーナル２６は円筒形状で、端部付近に環状溝２８が形成してある。
【００１９】
ローラ３０は転動体としての針状ころ３２を介してトラニオンジャーナル２６に回転自在に支持されている。トラニオンジャーナル２６の外周面は針状ころ３２の内側軌道面となり、ローラ３０の内周面は針状ころ３２の外側軌道面となり、これらの軌道面間が転動体収容部３８となる。針状ころ３２は転動体収容部３８に総ころ状態で組み込まれ、トラニオンジャーナル２６の先端側に抜けないようにワッシャ３６とサークリップ３６で抜け止めがしてある。
【００２０】
ワッシャ３６は、トラニオンジャーナル２６の半径方向に延びた円盤部と、トラニオンジャーナル２６の軸線方向に延びた円筒部とからなる。サークリップ３６はトラニオンジャーナル２６の環状溝２８に装着してある。環状溝２８に装着した状態のサークリップ３６の外径はワッシャ３４の円盤部の内径より大きいため、トラニオンジャーナル２６の軸端側へのワッシャ３４の移動が規制される。ワッシャ３６の円筒部の外径は針状ころ３２の外接円と同じかわずかに小さいため、針状ころ３２の抜け止めが行われる。また、ワッシャ３６の円筒部の外径はローラ３０の内径より小さく、端部がローラ３０の内径よりも大きく拡大している。したがって、ローラ３０はトラニオンジャーナル２６の軸線方向に一定程度移動することができる。
【００２１】
ローラ３０は外輪１０のトラック溝１４に収容され、外輪１０の軸方向に転動することができる。そして、継手が作動角をとった状態でトルクを伝達するとき、ローラ３０はトラニオンジャーナル２６のまわりを自転しながら外輪１０の軸方向に往復移動する。トラック溝１４の両側の側壁はローラ３０が転動するときの案内面１６となる。このローラ案内面１６は、横断面（図３（Ｂ））で見て、凹円弧またはゴシックアーチ形状で、ローラ３０の外周面は円弧形状である。
【００２２】
ここで図１を参照すると、トラニオンジャーナル２６のグリース溜まり４０が設けてある。グリース溜まり４０はトラニオンジャーナル２６の端面から軸方向に穴をあけて形成してある。グリース溜まり４０の内端から半径方向に延びて外周面に開口する給脂穴４２が形成してあり、この給脂穴４２はグリース溜まり４０とトラニオンジャーナル２６の外周面とを連通させる。トラニオンジャーナル２６の軸方向における、トラニオンジャーナル２６の外周面に給脂穴４２が開口する位置は、針状ころ３２の中央部に相当する辺りとなっている。グリース溜まり４０の外端は、トラニオンジャーナル２６の端面側から埋め栓が取り付けられる設計とする。
【００２３】
グリース溜まり４０に充填するグリースとして固形潤滑剤を使用する。平均分子量約１×１０6〜５×１０6の超高分子量ポリエチレン９５〜１ｗｔ％と、その超高分子量ポリエチレンのゲル化温度より高い滴点を有する潤滑グリース５〜９９ｗｔ％とからなる混合物を予めグリース溜まりに充填した後、上記超高分子量ポリエチレンのゲル化温度以上に加熱し、その後冷却固化する。この固形潤滑剤については、特許文献２などに詳細に記載されており、また、ポリルーブ（登録商標）の名で知られている。
【００２４】
このような構造とすることにより、グリース溜まり４０に保持された固形潤滑剤から油脂が自然に滲み出て転動体収容部３８に給脂し、トラニオンジャーナル２６とローラ３０との間に介在する転動体の良好な潤滑状態を維持することが可能となる。また、固形潤滑剤から滲み出た油脂は、給脂穴４２からトラニオンジャーナル２６の外周面に流出して針状ころ３２の周囲にゆきわたる。したがって、転動体収容部３８の良好な潤滑状態を長期間にわたって維持することができる。固形潤滑剤を使用することにより、通常のグリース潤滑とは異なり、グリースの基油由来の油脂のみが徐々に滲み出る機構になる。そのため、転動体周辺の潤滑油の枯渇化等で早期に潤滑不良となるのを回避することができる。
【００２５】
グリース溜まり４０の、トラニオンジャーナル２６の端面側に埋め栓４４を設けることにより、固形潤滑剤から滲み出た油脂の出口が給脂穴４２だけとなって、トラニオンジャーナル２６の外周面すなわち転動体収容部３８に油脂が常に充満している状態となる。また、埋め栓４４は、継手の回転に伴って発生する遠心力の作用でグリース溜まり４０から油脂や固形潤滑剤自体が飛び出すのを防ぐ働きもする。トラニオンジャーナル２６の端部に別体のキャップを取り付けるタイプでは、そのキャップに埋め栓の機能を兼ねさせ、埋め栓を省略してもよい。
【００２６】
給脂穴４２の内径φｄは、転動体収容部３８への給脂を適量にコントロールするという観点から、たとえばグリース溜まり４０の内径φＤの１／２以下に設定する。なお、給脂穴４２の内径φｄの下限値は、トラニオンジャーナル２６の外径や固形潤滑剤由来の油脂の粘度等にもよるが、油脂が流通可能な大きさが確保されていればよい。具体例を挙げるならば、トラニオンジャーナル２６の外径が２０ｍｍ未満の場合、φＤ＝６ｍｍ、φｄ＝３ｍｍに設定され、トラニオンジャーナル２６の外径が２０ｍｍ以上の場合、φＤ＝８ｍｍ、φｄ＝４ｍｍに設定される。
【００２７】
図１の実施例では、給脂穴４２がトラニオンジャーナル２６の半径方向に延びているが、トラニオンジャーナル２６の外周面に開口する限り、任意の方向に設けることができる。図２に示す実施例は、給脂穴４２は、トラニオンジャーナル２６の根元側にわずかに傾斜させた例である。あるいは、これとは逆に、給脂穴４２をトラニオンジャーナル２６の軸端側に傾斜させてもよい（図示省略）。このように、給脂穴４２をトラニオンジャーナル２６の軸線に対する給脂穴４２の角度を直角以外とすることにより、油脂が給脂穴４２からトラニオンジャーナル２６の外周面すなわち転動体収容部３８に向かって流れやすくなる。
【００２８】
給脂穴４２は、図示したようにトラニオン２０の軸線に対して垂直な平面内に配置するほか、トラニオン２０の軸線方向すなわち図１および図２の紙面に垂直な方向に設けてもよい。さらに、各トラニオンジャーナル２６に２以上の給脂穴４２を設けることもできる。いずれにしても、回転に伴う遠心力の影響や、トラニオンジャーナル２６に作用する荷重の方向等を勘案して、最適な給脂穴の配置を設定するのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例を示すトラニオンの正面図である。
【図２】別の実施例を示すトラニオンの正面図である。
【図３】（Ａ）はトリポード型等速自在継手の縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。
【図４】（Ａ）は作動角をとった状態のトリポード型等速自在継手の縦断面図、（Ｂ）はローラとローラ案内面の模式的斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  外輪（外側継手部材）
１２  マウス部
１４  内周面
１６  トラック溝
１８  ステム部
２０  トラニオン（内側継手部材）
２２  ボス部
２４  スプライン孔
２６  トラニオンジャーナル
２８  環状溝
３０  ローラ（トルク伝達要素）
３２  針状ころ（転動体）
３４  ワッシャ
３６  サークリップ
３８  転動体収容部
４０  グリース溜まり
４２  給脂穴
４４  埋め栓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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