(57)【要約】      （修正有）【課題】トリポード型等速自在継手におけるスライド抵抗、誘起スラストを一層低減させる。【解決手段】トリポード型等速自在継手は、内周に軸方向に延びた３本のトラック溝を有し各トラック溝の向かい合った側壁にローラ案内面を形成した外輪１０と、半径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード２０と、各脚軸２６の周りに複数の針状ころ４０を介して回転自在に取り付けたローラ３０とを備え、前記ローラが外周面３２を前記ローラ案内面１６に案内されながら前記トラック溝内を前記外輪の軸方向に移動するようにしたものであり、前記針状ころの軸方向中心位置を前記ローラ案内面の幅方向中心位置に対してオフセットさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に軸方向に延びた３本のトラック溝を有し各トラック溝の向かい合った側壁にローラ案内面を形成した外輪と、半径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポードと、各脚軸の周りに複数の針状ころを介して回転自在に取り付けたローラとを備え、前記ローラが外周面を前記ローラ案内面に案内されながら前記トラック溝内を前記外輪の軸方向に移動するようにしたトリポード型等速自在継手において、
前記針状ころの軸方向中心位置を前記ローラ案内面の幅方向中心位置に対してオフセットさせたトリポード型等速自在継手。
【請求項２】
前記針状ころの軸方向中心位置を前記ローラ案内面の幅方向中心位置に対して継手の外径側にオフセットさせた請求項１のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記オフセットの量を継手中心からローラ中心までの距離に対して２％〜１０％とした請求項２のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記脚軸の外周面のうち少なくとも前記針状ころの転動面と接触する領域を焼入鋼切削または総型研削した請求項１から３のいずれか１項のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記ローラの外周面、内周面および端面を研削加工または焼入鋼切削で仕上げた請求項１から３のいずれか１項のトリポード型等速自在継手。
【請求項６】
前記トリポードを浸炭焼入れ焼戻しした請求項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】
前記トリポードを浸炭窒化焼入れ焼戻しした請求項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８】
前記トリポードを、少なくとも前記脚軸の外周面と根元部を高周波焼入れ焼戻しした請求項１から５のいずれか１項のトリポード型等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は自動車や各種産業機械の動力伝達装置に利用されるトリポード型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、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と、内側継手部材としてのトリポードと、トルク伝達要素としてのローラとを主要な構成要素としている。ローラはトリポードの脚軸に回転自在に支持させてある。ローラと脚軸との間に複数の針状ころが総ころ状態で介在させてある。脚軸の先端付近の外周面に周方向溝を形成して止め輪を装着する。この止め輪よりも内側すなわち脚軸の根元側にアウタ・ワッシャを配置して、脚軸の先端側に向かうローラの移動を規制する（抜け止め）。
【特許文献１】特許第３６１５９８７号公報
【特許文献２】特開２０００−３２０５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のトリポード型等速自在継手では、図５（特許文献１の図４）に示すように、作動角すなわち外輪１０の軸線とトリポード２０の軸線とがなす角度が０°のときに、ローラ案内面１６の幅方向中心位置と針状ころ４０の軸方向中心位置が一致する。
【０００４】
従来のトリポード型等速自在継手は、図６（特許文献２の図１０）に示すように、作動角θをとった状態で回転力を伝達するとき、ローラ３０とローラ案内面１６とは互いに斜交する関係となる。この場合、ローラ３０は矢印ｔ（図６（Ａ））で示す方向に転がり移動しようとするのに対して、ローラ案内面１６は外輪１０の軸線と平行な円筒面の一部であるため、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、ローラ案内面１６とローラ３０との相互間に滑りが発生してスライド抵抗が発生し、さらに、この滑り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、車輌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。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、トリポード型等速自在継手におけるスライド抵抗、誘起スラストを一層低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、内周に軸方向に延びた３本のトラック溝を有し各トラック溝の向かい合った側壁にローラ案内面を形成した外輪と、半径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポードと、各脚軸の周りに複数の針状ころを介して回転自在に取り付けたローラとを備え、前記ローラが外周面を前記ローラ案内面に案内されながら前記トラック溝内を前記外輪の軸方向に移動するようにしたトリポード型等速自在継手において、前記針状ころの軸方向中心位置を前記ローラ案内面の幅方向中心位置に対してオフセットさせたことを特徴とするものである。
【０００７】
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に対してオフセットさせることにより、針状ころに偏荷重が作用するのを避けて針状ころの円滑な転動を可能にすることができ、その結果、誘起スラストが低減する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ローラ案内面の幅方向中心位置に対して針状ころ軸方向中心位置をオフセットさせることにより、従来のトリポード型等速自在継手よりも誘起スラストの低減が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
まず、図２を参照してトリポード型等速自在継手の基本構成について説明する。図示するように、一般的な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リポード２０と、トルク伝達要素としてのローラ３０とを主要な構成用途としている。
【００１１】
外輪１０はマウス部１２とステム部１８とからなり、ステム部１８に形成したスプライン（またはセレーション。以下同じ。）軸部で駆動軸または従動軸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、その内周に、軸方向に延びる３本のトラック溝１４が円周方向に等間隔に形成してある。各トラック溝１４の両側壁はローラ案内面１６としてある。
【００１２】
トリポード２０はボス２２と脚軸２６とからなり、ボス２２の内周に形成したスプライン孔２４にて従動軸または駆動軸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２２の円周方向に等間隔に形成してあり、ボス２２から半径方向に突出している。脚軸２６の先端付近には環状溝２８が形成してある。
【００１３】
ローラ３０は各脚軸２６に取り付けてある。脚軸２６とローラ３０は、両者間に総ころ状に介在させた複数の針状ころ４０を介して相対回転可能な関係にある。脚軸２６の円筒形の外周面３２が針状ころ４０のための内側軌道となり、ローラ３０の円筒形の内周面３４が針状ころ４０のための外側軌道となる。針状ころ４０の両端側にインナ・ワッシャ４２とアウタ・ワッシャ４４が配置してある。インナ・ワッシャ４２はトリポード２０のボス２２と脚軸２６との境目にあたる肩面２５に着座している。アウタ・ワッシャ４４は脚軸２６の外周にすきまをもって嵌合させてある。
【００１４】
アウタ・ワッシャ４４は円筒部４４ａと内向きフランジ部４４ｂとからなり、内向きフランジ部４４ａは円筒部４４ａの一方の端部から半径方向内向きに延在し、内径は脚軸２６の外周面よりも大きい。円筒部４４ｂの外径はローラ３０の内周面より小径で、円筒部４４ｂの他方の端部は外径側に拡大している。アウタ・ワッシャ４４の内向きフランジの内径は脚軸２６の環状溝２８に装着した止め輪４６よりも小径である。したがって、アウタ・ワッシャ４４は、針状ころ４０およびローラ３０の、脚軸２６の先端側への移動を規制することができる。
【００１５】
図５を参照して既に述べたとおり、従来仕様のトリポード型等速自在継手では、針状ころ４０の軸方向中心位置とローラ案内面１６の幅方向中心位置が一致している。これに対し、図１に示す実施例では、針状ころ４０の軸方向中心位置をローラ案内面１６の幅方向中心位置に対してオフセットさせてある。ここではローラ案内面１６の幅方向中心位置よりも継手の外径側にオフセットさせてあり、符号αはオフセット量を表わしている。
【００１６】
図１の仕様のトリポード型等速自在継手（実施例）と、図５の仕様のトリポード型等速自在継手（比較例）とについて、実際に誘起スラストを測定した結果を図３に示す。図３は、横軸が作動角を表し、縦軸が誘起スラストの主成分である３次成分を表わしており、破線が比較例の場合、実線が実施例の場合を表わしている。同図から分かるように、比較例に比べて実施例は誘起スラストが作動角の全範囲にわたり低減している。
【００１７】
継手が作動角をとった状態で回転と共にトルクを伝達するとき、ローラはローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動する。また、作動角０の状態を中心にして作動角が大きくなるにつれて脚軸およびローラの傾きが大きくなり、脚軸の傾きに伴いローラは脚軸の軸方向に移動する。この動きをローラから見ると、継手の回転に伴って脚軸が相対的に継手の半径方向に移動する。このとき、脚軸のローラに対する移動量は、半径方向外方への移動量よりも半径方向内方への移動量の方が大きく、その移動量は作動角に比例して大きくなる。したがって、針状ころの長さ方向中心位置を外側継手部材のローラ案内面の幅方向中心位置よりも予め継手半径方向外方へオフセットさせておくことにより、作動角をとった場合でも、針状ころの長さ方向中心付近で負荷を受けることができ、針状ころの円滑な転動が可能となる。これが誘起スラストの低減に寄与したものと考えられる。
【００１８】
オフセット量αの具体例を挙げるならば、継手中心Ｏからローラ中心までの距離ＰＣＲ（図１参照）の２％〜１０％が好ましい。図３の実施例はオフセット量αを５％とした例である。図３の比較例はオフセット量が２％未満（平均値）の例で、２％を越えるものについて誘起スラストの低減が確認できたことから、２％を下限とした。上限については、オフセット量αが１０％を越えると、ローラが針状ころの脚軸付け根側に接触する割合が大きくなり、針状ころが転動する際のスキュー（倒れ）の度合いが甚大となる。これは、針状ころの円滑な転動を妨げて脚軸の転動疲労寿命を低下させるおそれがある。針状ころのスキューと耐久性のバランスを考慮した設計上の臨界点として１０％を上限とした。このように、下限値は試験データ結果に基づいて設定し、上限値は回転耐久性（脚軸の転動疲労寿命）を考慮して設定したものである。
【００１９】
ローラ３０の外周面３２とローラ案内面１６との接触状態は、サーキュラ・コンタクト、アンギュラ・コンタクトの２通りがある。図４で説明すると、アンギュラ・コンタクトはある接触角をもち、２点で接触する（図４（Ａ））。サーキュラ・コンタクトは一点で接触する（図４（Ｂ））。
【００２０】
脚軸２６には、浸炭焼入れ焼戻し、浸炭窒化焼入れ焼戻し、または、高周波焼入れ焼戻しといった表面硬化処理を施す。脚軸２６の外周面は針状ころ４０の転動面と接触する部分であるため転動疲労寿命を確保する必要がある。脚軸２６の根元部は脚軸２６の曲げ強度を確保する必要がある。なお、高周波焼入れ焼戻しについては、少なくとも脚軸２６の外周面および脚軸２６の根元部に硬化層があればよい。高周波焼入れは必要な部分だけに選択的に硬化層を設けることが可能である。脚軸２６の外周面は針状ころ４０の軌道面となる部分であることから転動疲労寿命を確保するために表面硬化処理が必要である。脚軸２６の根元部は脚軸２６の曲げ強度を確保するために表面硬化処理が必要である。もちろん、スプライン孔２４を含めトリポード２０のその他の部分にも適切な熱処理を施すことができる。
【００２１】
また、脚軸２６の外周面のうち、少なくとも針状ころ４０の転動面と接触する部分は、焼入れ鋼切削または総型研削加工をする。特に、焼入れ鋼切削は研削加工で用いる切削油剤を必要としないドライ加工であるため、環境に与える負荷を軽減することができる。ローラ３０の外周面３２、内周面３４および両端面３６は、研削加工または焼入れ鋼切削により仕上げる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例を説明するためのトリポード型等速自在継手の部分断面図である。
【図２】（Ａ）は一般的なトリポード型等速自在継手の縦断面図、（Ｂ）は横断面図、（Ｃ）は図２（Ｂ）の部分拡大図である。
【図３】作動角に対する誘起スラストの関係を表わす線図である。
【図４】ローラとローラ案内面との接触部分の断面図であって、（Ａ）はアンギュラ・コンタクトの例、（Ｂ）はサーキュラ・コンタクトの例である。
【図５】従来の技術を示す図１と類似の断面図である。
【図６】（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）は図６（Ａ）におけるローラとローラ案内面を模式的に表わした斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
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 トリポード（内側継手部材）
２２ ボス
２４ スプライン孔
２５  肩面
２６  脚軸
２８  環状溝
３０  ローラ（トルク伝達要素）
３２  外周面
３４  内周面
３６  端面
４０  針状ころ
４２  インナ・ワッシャ
４４  アウタ・ワッシャ
４４ａ  円筒部
４４ｂ  内向きフランジ部
４６  止め輪
【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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