(57)【要約】【課題】リテーナを用いることなく、針状ころの位置規制をして偏摩耗を防止する。【解決手段】トリポード型等速自在継手は、内周の円周方向三等分位置に軸線方向に延びるトラック溝14を形成し、各トラック溝14の両側壁にローラ案内面16を形成した外輪10と、円周方向三等分位置から半径方向に突出した脚軸26を有するトラニオン20と、脚軸26に回転自在に支持され、トラック溝14内でローラ案内面16に沿って転動しながら外輪10の軸方向に移動可能なローラ30と、脚軸26とローラ30との間に介在させた複数の針状ころ32とを有し、脚軸26の先端部に形成した環状溝に止め輪を装着することにより針状ころ32の抜け止めをし、かつ、針状ころ32の軸方向中心とローラ案内面16の幅方向中心とを一致させてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周の円周方向三等分位置に軸線方向に延びるトラック溝を形成し、各トラック溝の両側壁にローラ案内面を形成した外輪と、
円周方向三等分位置から半径方向に突出した脚軸を有するトラニオンと、
前記脚軸に回転自在に支持され、前記トラック溝内で前記ローラ案内面に沿って転動しながら外輪軸方向に移動可能なローラと、
前記脚軸と前記ローラとの間に介在させた複数の針状ころと
を有するトリポード型等速自在継手において、前記脚軸の先端部に形成した環状溝に止め輪を装着することにより前記針状ころの抜け止めをし、かつ、前記針状ころの軸方向中心と前記ローラ案内面の幅方向中心とを一致させたトリポード型等速自在継手。
【請求項２】
前記針状ころを、半固体潤滑剤または固体潤滑剤を塗布することによって、前記脚軸の外周部に整列保持されることを補助することを特徴とする請求項１のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記潤滑剤のちょう度が０号、１号または２号である請求項２のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記潤滑剤がグリース、発泡樹脂、プラスチックグリースの群から選んだいずれか１つである請求項２のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記脚軸が焼入れ鋼切削加工または研削加工してある請求項１から４のいずれか１項のトリポード型等速自在継手。
【請求項６】
前記脚軸の付け根部分がテーパ状に広がっている請求項１から５のいずれか１項のトリポード型等速自在継手。
【請求項７】
前記脚軸の外周面もしくは前記ローラの内周面またはこれら両者に、断面凸円弧状のクラウニングを形成した請求項１から６のいずれか１項のトリポード型等速自在継手。
【請求項８】
前記針状ころが軸方向に移動できる量が、継手の常用作動角において前記脚軸が前記外輪の半径方向にシフトする際の最大シフト量よりも大きい請求項１から７のいずれか１項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】
この発明はトリポード型等速自在継手に関し、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】
トリポード型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、図６に示すように、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を主要な構成要素としている（特許文献１参照）。外輪１０は、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝１４が形成してあり、トラニオン２０は円周方向三等分位置に半径方向に突出した脚軸２６が形成してある。各脚軸２６に針状ころ３２を介して回転自在にローラ３０が取り付けてある。ローラ３０は外輪１０のトラック溝１４に収容される。
【０００３】
針状ころ３２は脚軸２６とローラ３０との間に総ころ状態で介在させてあり、トラニオン２０の半径方向で見た外側の端面にてアウタ・ワッシャまたはリテーナ３４と接し、反対側の端面にてインナ・ワッシャ３８と接する。インナ・ワッシャ３８は、脚軸２６の付け根とトラニオン２０のボス部２２との境目に形成した段部に着座させてある。
リテーナ３４は脚軸２６の輪溝２８に装着した止め輪３６によって軸方向移動を規制されているため、結局、針状ころ３２も軸方向移動を規制される。すなわち、脚軸２６の根元側に向かう動きに関しては脚軸２６の付け根の段部およびインナ・ワッシャ３８で位置規制をし、脚軸２６の先端側に向かう動きに関してはリテーナ３４で位置規制すなわち抜け止めをする。リテーナ３４は、脚軸２６の半径方向に延びた円盤部３４ａと、脚軸２６の軸線方向に延びた円筒部３４ｂとからなる。リテーナ３４の円筒部３４ｂの外径はローラ３０の内径よりも小さく、トラニオン２０の半径方向で見て外側の端部３４ｃでローラ３０の内径よりも大径に拡大している。したがって、ローラ３０は脚軸２６の軸線方向に一定範囲にわたり移動することができる。
【特許文献１】特許第３６１５９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
述べたように従来のトリポード型等速自在継手は脚軸２６の先端側に取り付けたリテーナ３４と止め輪３６によって針状ころ３２の飛び出しを防止するようになっている。継手が作動角をとった状態では継手の回転に伴いローラ３０に対して脚軸２６が相対的に軸方向移動するため、針状ころ３２の軸方向の位置規制が必要である。しかし、リテーナ３４と止め輪３６による位置規制ではこれらの２つの部品が必要となり、総じてコストが嵩む。
また、前述のように継手の回転に伴いローラ３０が脚軸２６の軸方向に移動するが、その移動量は作動角が大きいほど大きくなることから、脚軸の偏り摩耗を防止するためには、ローラ案内面に対する針状ころ３２の位置は常用作動角に適した設定とする必要がある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、リテーナを用いることなく針状ころの位置規制をして偏摩耗を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のトリポード系等速自在継手は、内周の円周方向三等分位置に軸線方向に延びるトラック溝を形成し、各トラック溝の両側壁にローラ案内面を形成した外輪と、円周方向三等分位置から半径方向に突出した脚軸を有するトラニオンと、前記脚軸に回転自在に支持され、前記トラック溝内で前記ローラ案内面に沿って転動しながら外輪軸方向に移動可能なローラと、前記脚軸と前記ローラとの間に介在させた複数の針状ころとを有するトリポード型等速自在継手において、前記脚軸の先端部に形成した環状溝に止め輪を装着することにより前記針状ころの抜け止めをし、かつ、前記針状ころの軸方向中心と前記ローラ案内面の幅方向中心とを一致させたことを特徴とするものである。
【０００７】
前記針状ころを、半固体潤滑剤または固体潤滑剤を塗布することによって、前記脚軸の外周部に整列保持されることを補助するようにしてもよい。半固体潤滑剤または固体潤滑剤を塗布することにより、針状ころを脚軸外周面に整列保持することを補助することが可能となる。これはジョイント組込み時の手助けとなる。
【０００８】
前記潤滑剤のちょう度は、０号、１号または２号が好ましい。ちょう度は潤滑剤の固さをあらわすもので、「０００」から「６」まである（ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０．５．３）。数字と外観の関係は、「０００」：半流動体、「００」：半流動体、「０」：軟質、「１」：軟質、「２」：やや軟質、「３」：普通、「４」：やや硬質、「５」：硬質、「６」：固体、以上の通りである。ちょう度が０号、１号、２号のいずれかの半固体潤滑剤または固体潤滑剤を塗布することにより、針状ころを脚軸の外周面に整列保持させることの補助となる。
【０００９】
これらのグリースは等速自在継手としての機能はもちろんのこと、針状ころを脚軸外周面に整列保持させることの補助をする機能を有する。そのような潤滑剤の例としては、グリース、発泡樹脂、プラスチックグリースが挙げられる。
【００１０】
脚軸は焼入れ鋼切削加工または研削加工してもよい。一般にトリポード型等速自在継手のトラニオン脚軸は研削で外周面を仕上げ加工している。しかし、研削加工は加工時に研削油剤を必要とすることから、研削油剤に含まれる鉱物油の消費、及び、研削油剤の供給電力消費は多大なものとなり、コスト高や環境への悪影響が懸念される。これに替わり、ドライ加工である焼入鋼切削を仕上げ加工とて実施すれば研削油剤が不要となり、環境への負担が軽減される。
【００１１】
脚軸の付け根部分はテーパ状に広げてもよい。付け根部分をテーパ状に広げることによって、針状ころの端面の中心付近が当接するのを防止することができる。これにより針状ころのスキューを防止し回転挙動を安定させることができる。
【００１２】
脚軸の外周面もしくはローラの内周面またはこれら両者に、断面凸円弧状のクラウニングを形成してもよい。継手の作動角が比較的低い場合（例えば６°以下）においてローラが脚軸に対して揺動（首振り）可能となり、ローラがローラ案内面に対して平行に転動することにより、ローラの転動方向と針状ころの転動方向が一致するため、スライド抵抗や誘起スラストが小さくなる。
【００１３】
針状ころが軸方向に移動できる量を、継手の常用作動角において脚軸が外輪の半径方向にシフトする際の最大シフト量よりも大きくするのが好ましい。脚軸の上下シフト量を、外側継手部材の半径方向外方でのシフト量を「１」とした場合、外側継手部材の半径方向内方へのシフト量が「３」になり、これらのシフト量以上のすきまを確保する必要がある。このシフト量は、継手サイズや継手作動角によって異なる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、従来配置されていた脚軸先端のリテーナを廃止し、脚軸先端部に形成した環状溝に止め輪を装着することにより針状ころの抜け止めをする。脚軸の付け根側に向かう針状ころの移動に対しては、脚軸の付け根の段部によって行う。その段部にワッシャを配置してもよい。このようにして、継手が作動角をとった状態で脚軸がローラに対して相対的に移動しても針状ころの飛び出しを防止することができる。リテーナを廃止して止め輪のみで針状ころの抜け止めをするため、従来に比べて部品点数は減少する。
また、継手作動角が比較的小さい場合（たとえば６°以下）、針状ころの軸方向中心位置をローラ案内面の幅方向中心位置と一致させる。これにより、継手回転中、針状ころの軸方向に対してほぼ中心部付近に荷重が負荷されることになり、脚軸の偏摩耗が回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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６に従ってトリポード型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。
【００１６】
外輪１０はマウス部１２とステム部１８とからなり（図６（Ａ））、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、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝１４が形成してある（図６（Ｂ））。
【００１７】
トラニオン２０はボス部２２と脚軸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。脚軸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。各脚軸２６は円筒形状である。
【００１８】
ローラ３０は転動体としての針状ころ３２を介して脚軸２６に回転自在に支持されている。針状ころ３２は脚軸２６の外周面に総ころ状態で配列してあり、脚軸２６の外周面が針状ころ３２の内側軌道面となり、ローラ３０の内周面が針状ころ３２の外側軌道面となる。
【００１９】
ローラ３０は外輪１０のトラック溝１４に収容され、外輪１０の軸方向に移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は脚軸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６（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。
【００２０】
ここで、図１を参照して実施例について述べると、脚軸２６の先端側に、全周にわたって環状溝２８が形成してあり、この環状溝２８に止め輪３６が装着してある。止め輪３６はサークリップとも呼ばれ、円周方向の一箇所で分断してあり、弾性的に拡径、縮径させることができる。図示するように、環状溝２８に装着した状態で、止め輪３６の外径は脚軸２６の外周面の直径または針状ころ３２の内接円径よりも大きい。
【００２１】
針状ころ３２は、脚軸２６の先端側への移動を止め輪３６で規制され、脚軸２６の付け根側への移動をボス部２２の肩部２５で規制される。なお、符号２７で指してあるのは脚軸２６の付け根に形成したぬすみである。ぬすみを設ける代わりに、図２に示すようにボス部２２の肩部２５にワッシャ３８を配置してもよい。
【００２２】
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はトラック溝１４内を外輪１０の軸方向に往復移動し、その間に、脚軸２６とローラ３０の間で相対的な軸方向移動を繰り返す。その相対移動は、針状ころ３２とローラ３０の内周面との間のすべりによって吸収される。相対移動の量は、外輪１０の半径方向外側への移動よりも半径方向内側への移動の方が大きい。この移動量は作動角に比例して大きくなる。常用作動角が大きい場合、移動量に合わせて針状ころ３２の軸方向中心をローラ案内面１６の幅方向中心に対して脚軸２６の先端側へオフセットさせることで、針状ころないしローラの内周面の軸方向全域で満遍なく接触させるのに効果的である。しかし、継手作動角が比較的小さい、たとえば６°以下の場合、移動量も極めて小さい。したがって、この場合、図１に一点鎖線で示すように、針状ころ３２の軸方向中心とローラ案内面１６の幅方向中心を一致させることにより、脚軸２６の偏摩耗を防ぐことが可能となる。
【００２３】
脚軸のローラに対する移動量は外輪の半径方向内側への移動の方が大きくなる。したがって、針状ころはローラの内径面のうち、継手軸心から遠い部分よりも、継手軸心に近い部分との接触頻度が高いことになる。したがって、脚軸の溝部幅方向中心位置を脚軸先端側へオフセットさせることにより、針状ころないしローラの内径面の幅方向全域で満遍なく接触させることができる、つまり、偏摩耗を防ぐことができる。よって、作動角が大きい場合は常用角度に合わせたころ位置を設定する必要がある。しかし、常用作動角が小さい場合、脚軸の上下移動量は極めて小さいため、荷重は軌道溝の幅方向のほぼ中央付近に負荷されることから、意図的なオフセットを設けるよりも、軌道面の幅中心をローラ案内面の幅中心を一致させた方が偏摩耗は発生し難い。
【００２４】
図３に示す実施例は、脚軸２６の付け根の、ボス部２２の肩部を、脚軸２６の先端側に向かって小径となったテーパ状としたものである。
【００２５】
トラニオン２０の脚軸２６を焼入れ鋼切削加工または研削加工してもよい。
【００２６】
図４に示す実施例は、脚軸２６の外周面およびローラ３０の内周面に、断面凸円弧状のクラウニングを形成したものである。このような構成を採用することにより、継手低作動角側においてローラ３０が揺動自在により低作動角側ＮＶＨ特性を向上させることができる。なお、クラウニングは脚軸２６の外周面またはローラ３０の内周面のどちらか一方だけに形成してもよい。
【００２７】
図５に示す実施例は、針状ころ３２と止め輪３６との間および針状ころ３２と肩部２５との間の軸方向すきまａ，ｂの合計（ａ＋ｂ）が、継手の常用作動角において脚軸２６がローラ３０に対してシフトする際の最大シフト量よりも大きくなるように設定したものである。この場合、針状ころ３２が軸方向に移動できる量は、継手の常用作動角において脚軸２６が外輪１０の半径方向にシフトする際の最大シフト量よりも大きくなる。したがって、針状ころ３２の端部が止め輪３６および脚軸２６付け根の肩部２５と当接する回数が大幅に減少し、針状ころ３２の回転挙動が安定するため、当該等速自在継手を搭載した自動車のＮＶＨ性能の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例を示すトリポード型等速自在継手の部分横断面図である。
【図２】別の実施例を示す図１と類似の部分横断面図である。
【図３】別の実施例を示す図１と類似の部分横断面図である。
【図４】別の実施例を示す図１と類似の部分横断面図である。
【図５】別の実施例を示す図１と類似の部分横断面図である。
【図６】従来のトリポード型等速自在継手を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図、（Ｃ）は図７（Ｂ）の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  外輪（外側継手部材）
１２  マウス部
１４  トラック溝
１６  ローラ案内面
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
２５  段部
２６  脚軸
２８  環状溝
３０  ローラ（トルク伝達要素）
３２  針状ころ（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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