JP2000154830A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外側継手部材とトリポード部材とが作動角を
とりつつ回転トルクを伝達する際に発生する誘起スラス
トを一層軽減し、より振動の少ないトリポード型の等速
自在継手を提供する。 【解決手段】 外側ローラ３の外周面３ｂは球面状に形
成される。ローラ案内面２ａは、外側ローラ３の外周面
３ｂに接触する断面円弧型の表面部２ａ１と、外側ロー
ラ３の脚軸５先端側の端面３ｃと接触する外向きの肩面
１２とを有する。外側ローラ３の外周面３ｂが、ローラ
案内面２ａの表面部２ａ１と接触角φをもってアンギュ
ラコンタクトすることにより、外側ローラ３のローラ案
内面２ａに対する左右方向（外側継手部材１の横断面方
向）の傾きが抑制される。同時に、外側ローラ３の脚軸
先端側の端面３ｃがローラ案内面２ａの肩面１２で案内
されることによって、外側ローラ３のローラ案内面２ａ
に対する前後方向（外側継手部材１の縦断面方向）の傾
きが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や各種産業
機械等の動力伝達装置に使用される等速自在継手に関
し、特に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】トリポード型等速自在継手として、例え
ば図７および図８に示す構造を有するものが知られてい
る。この等速自在継手は、内周部に軸方向の３本のトラ
ック溝２２が形成され、各トラック溝２２の両側にそれ
ぞれ軸方向のローラ案内面２２ａを有する外側継手部材
２１と、半径方向に突出した３本の脚軸２５を有し、各
脚軸２５の円筒状外周面にそれぞれニードルローラ２６
を介してローラ２０を回転自在に装着したトリポード部
材２４とで構成される。トリポード部材２４の各ローラ
２０は、外側継手部材２１のトラック溝２２のローラ案
内面２２ａにそれぞれ適合収容される。各ローラ２０が
脚軸２５の軸心回りに回転しながらローラ案内面２２ａ
上を転動することにより、外側継手部材２１とトリポー
ド部材２４との間の相対的な軸方向変位や角度変位が円
滑に案内されると同時に、外側継手部材２１とトリポー
ド部材２４とが所定の作動角を取りつつ回転トルクを伝
達する際の、回転方向位相の変化に伴う、各脚軸２５の
ローラ案内面２２ａに対する軸方向変位が円滑に案内さ
れる。

【０００３】ところが、実際には、図９および図１０に
示すように、外側継手部材２１とトリポード部材２４と
が作動角θをとりつつ回転トルクを伝達する際、脚軸２
５の傾きに伴って、各ローラ２０とローラ案内面２２ａ
とが互いに斜交した関係となり、各ローラ２０の円滑な
転動が妨げられてしまう結果となる。すなわち、ローラ
２０は図９に矢印ａで示す方向（脚軸２５の軸線回り）
に回転しようとするのに対し、ローラ案内面２２ａは断
面円弧状面でかつ外側継手部材２１の軸線と平行に延び
ているため、ローラ２０はローラ案内面２２ａに対して
こじるような状態で軸方向移動することになる。そのた
め、ローラ２０の外周面とローラ案内面２２ａとの接触
部分の摩擦抵抗（摺動抵抗）大きくなり、これが誘起ス
ラストを増大させる要因となる。例えば自動車の動力伝
達装置では、継手部分の誘起スラストが大きいと、これ
が動力伝達系路を経由して車体に伝わり、車体の振動や
騒音を増大させて、乗員に不快感を与えるという問題が
ある。

【０００４】上記の事情から、ローラとローラ案内面と
の斜交状態を解消して、誘起スラストの低減を図るた
め、図１１および図１２に示す構成の等速自在継手が提
案され（特公平３−１５２９号公報等）、振動や騒音の
低減に寄与している。この等速自在継手は、トリポード
部材２４の脚軸２５に装着されるローラを外側ローラ２
３と内側ローラ２７の２種のローラで構成し、外側ロー
ラ２３と脚軸２５（および内側ローラ２７）との間の傾
斜を許容したものである（傾斜機構）。外側ローラ２３
はローラ案内面２２ａと接触し、ローラ案内面２２ａ上
を転動する。内側ローラ２７は球面状外周面２７ｂを有
し、外側ローラ２３の円筒状内周面２３ａに嵌合され
る。内側ローラ２７の内周面は、ニードルローラ２６を
介して脚軸２５の円筒状外周面に嵌合される。

【０００５】図１３に示すように、外側継手部材２１と
トリポード部材２４とが作動角θをとりつつ回転トルク
を伝達する際、脚軸２５の傾きに伴って、内側ローラ２
７はローラ案内面２２ａに対して傾くが、外側ローラ２
３は脚軸２５および内側ローラ２７に対する傾きが許容
されているため、ローラ案内面２２ａに対する平行姿勢
を維持しつつ、ローラ案内面２２ａ上を転動することが
できる。その結果、外側ローラ２３の円滑な転動が確保
され、ローラ案内面２２ａとの摺動抵抗が低減し、誘起
スラストが抑制される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、図１１
および図１２に示す等速自在継手では、それ以前のもの
に比べて誘起スラストが低減されているが、誘起スラス
トをさらに低減しようとするには限界があった。その理
由は、図１１および図１２に示す等速自在継手では、外
側ローラのローラ案内面に対する平行姿勢が傾斜機構に
よってある程度維持されるものの、外側ローラ自体は依
然としてローラ案内面に対する傾きの自由度を持ってい
るため、外側ローラと内側ローラとの接触部分の摩擦力
の影響や、外側ローラと内側ローラとの接触部分、およ
び、外側ローラとローラ案内面との接触部分に作用する
継手荷重のバランス等により、図６（ａ）に示すよう
に、外側ローラが外側継手部材の縦断面方向（外側継手
部材の軸線Ｏ_O −Ｏ_O を含む断面方向）で若干傾き、あ
るいは、図６（ｂ）に示すように、外側ローラが外側継
手部材の横断面方向（外側継手部材の軸線Ｏ_O −Ｏ_O と
直交する断面方向）で若干傾き、ローラ案内面に対する
姿勢が安定しないことにあると考えられる。

【０００７】そこで、本発明は、ローラ案内面に対する
ローラの傾きを抑制し、その姿勢を安定させることによ
り、この種の等速自在継手における誘起スラストの低減
をより一層効果的に達成しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、内周部に軸方向の３本のトラック溝が形
成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ
案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した３
本の脚軸を有し、各脚軸にそれぞれローラを回転自在に
装着したトリポード部材とを備え、トリポード部材の前
記ローラを外側継手部材のローラ案内面に適合させると
共に、前記ローラと脚軸との間の傾斜を許容する傾斜機
構を設けて、前記ローラをローラ案内面に沿って外側継
手部材の軸線と平行な方向に案内する等速自在継手にお
いて、前記ローラの外周面を球状面に形成し、これをロ
ーラ案内面にアンギュラコンタクトさせると共に、前記
ローラの脚軸先端側の端面をローラ案内面に設けた肩面
で案内する構成を提供する。球状面からなるローラの外
周面をローラ案内面にアンギュラコンタクトさせること
と、ローラの脚軸先端側の端面をローラ案内面に設けら
れた肩面で案内することによって、ローラのローラ案内
面に対する左右方向（外側継手部材の横断面方向）の傾
きと共に、前後方向（外側継手部材の縦断面方向）の傾
きが抑制される。そのため、ローラの円滑な転動が確保
され、ローラとローラ案内面との間の摺動抵抗が低減
し、誘起スラストが低減される。

【０００９】傾斜機構の構成は特に限定されないが、ロ
ーラ案内面に案内される外側ローラと、外側ローラの内
周面に嵌合されると共に、脚軸に回転自在に装着された
内側ローラとで構成することができる。外側ローラの内
周面を円筒状面、内側ローラの外周面を球状面としても
良いし、あるいは、外側ローラの内周面を脚軸先端側に
向かって縮径する円錐状面、内側ローラの外周面を球状
面としても良い。後者の場合、外側ローラの内周面と内
側ローラの外周面との接触部分に脚軸先端側に向いた負
荷分力が生じ、外側ローラを脚軸先端側に押し上げる方
向に作用するので、外側ローラの姿勢安定効果がより一
層高まる。

【００１０】ローラ案内面の肩面の形状は、ローラの脚
軸先端側の端面を案内し、それによってローラの前後方
向（外側継手部材の縦断面方向）の傾きを抑制し得るも
のであれば特に限定されないが、例えば外側継手部材を
鍛造成形する際の成形性や、ローラの端面とのエッジ当
りを防止する観点などから、外側継手部材の横断面にお
いて外向きに傾斜している形状とするのが望ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図５に従って説明する。尚、図１〜図５はいずれも継手
の作動角が０°の時の状態を示している。

【００１２】図１に示す第１の実施形態の等速自在継手
は、連結すべき２軸の一方に結合される外側継手部材１
と、他方に結合されるトリポード部材４とを備えてい
る。外側継手部材１は概ねカップ状の外観をなし、軸方
向に延びる３本のトラック溝２が内周部の円周等配位置
に形成されている。トリポード部材４は半径方向に突出
した３本の脚軸５を円周等配位置に有する。脚軸５の外
周には、複数の転動体、例えばニードルローラ６を介し
て内側ローラ７が回転自在に嵌合され、さらにその外径
側に外側ローラ３が嵌合されている。

【００１３】図２に拡大して示すように、内側ローラ７
は、その一端が脚軸５の先端部に装着された抜け止めリ
ング８と止め輪９によって係止され、また、他端が脚軸
５の基端部に装着されたワッシャ１０によって係止さ
れ、脚軸５に対する軸線方向（脚軸５の軸線方向）への
移動が規制されている。内側ローラ７の内周面７ａは円
筒状面、外周面７ｂは凸球状面である。この実施形態に
おいて、外周面７ｂの母線は、内側ローラ７の半径中心
Ｐ₁ から所定量だけ外径側にオフセットされた点Ｐ₂ を
中心とする円弧である。

【００１４】外側ローラ３は、内側ローラ７の外周面７
ｂに嵌合される。この実施形態において、外側ローラ３
の内周面３ａは円筒状面であり、内側ローラ７の外周面
７ｂと線接触する。これにより外側ローラ３と内側ロー
ラ７との間の相対的な傾き変位が許容され、この両者の
相対的な傾きを許容する機構が傾斜機構となる。外側ロ
ーラ３の外周面３ｂは凸球状面をなし、その母線は上記
点Ｐ₂ よりもさらに外径側にオフセットされた点Ｐ₃ を
中心とする円弧である。外側ローラ３の両端面３ｃ、３
ｄは何れも平坦状面である。

【００１５】外側継手部材１のトラック溝２は、回転方
向の両側にそれぞれローラ案内面２ａを有する。この実
施形態において、ローラ案内面２ａは、外側ローラ３の
外周面３ｂを案内する外周案内面１１と、外側ローラ３
の脚軸先端側の端面３ｃを案内する肩面１２とで構成さ
れる。外周案内面１１は、外側ローラ３の外周面３ｂの
曲率よりも僅かに大きい曲率で断面円弧状に形成された
２つの表面部２a １を有し、この２つの表面部２ａ１に
外側リング３の外周面３ｂが接触角φでアンギュラコン
タクトしている。接触角φは、例えば３０°に設定する
ことができる。肩面１２は、外向き（脚軸先端側）に傾
斜したテーパ状面である。

【００１６】外側ローラ３の外周面３ｂがローラ案内面
２ａの表面部２ａ１と接触角φをもってアンギュラコン
タクトすること、および外側ローラ３の脚軸先端側の端
面３ｃをローラ案内面２ａの肩面１２で案内することに
よって、外側ローラ３のローラ案内面２ａに対する左右
方向（外側継手部材１の横断面方向）の傾きと共に、前
後方向（外側継手部材１の縦断面方向）の傾きが抑制さ
れる。従って、外側継手部材１とトリポード部材４とが
作動角を取りつつ回転トルクを伝達する際の、外側ロー
ラ３の傾き（ふらつき）が抑制され、外側ローラ３はロ
ーラ案内面２ａに対して常に平行姿勢を保った状態で軸
方向移動することができる。これにより、外側ローラ３
の転動が円滑に行われ、外側ローラ３とローラ案内面２
ａとの接触部の摺動抵抗が低減する結果、誘起スラスト
が低減する。

【００１７】また、ローラ案内面２ａの肩面１２を外向
きのテーパ状面とすることにより、例えば外側継手部材
１を鍛造成形する際の成形性がよくなり、また、肩面１
２の加工誤差等に起因する次のような不都合も解消され
る。すなわち、仮に肩面１２を脚軸の軸線方向と直交す
る平坦状面とした場合、図１４に示すように誇張して示
すように、加工誤差等によって肩面１２に僅かな内向き
の傾斜角（−ｄθ）がつく場合があり、その場合、肩面
１２と端面３ｃとがエッジ当りして端面に偏摩耗が生じ
る懸念があり、これを回避するために肩面１２を高精度
に加工する必要にせまられる。これに対して、上記のよ
うに肩面１２に外向きの傾斜角を持たせた設計としてお
くことにより、図１４に示すようなエッジ当りとなる懸
念を解消することができるので、肩面１２に高精度の加
工を施す必要がなくなる。これにより、加工コストを抑
えることができる。この場合、図１５に示すように、外
側ローラ３の脚軸先端側の端面３ｃを肩面１２と同方向
に傾斜したテーパ状面としてもよい。但し、ローラ端面
３ｃの脚軸直交方向（鎖線で示す）に対する傾斜角θ₁
は、肩面１２の傾斜角θ₂ よりも小さくする。

【００１８】図３に示す第２の実施形態の等速自在継手
は、外側ローラ３の内周面３ａを脚軸５の先端側に向か
って縮径する円錐状面にしたものである。この実施形態
の構成では、外側ローラ３の内周面３ａと内側ローラ７
の外周面７ｂとの接触部分に脚軸先端側に向いた負荷分
力が生じ、外側ローラ３を脚軸先端側に押し上げる方向
に作用するので、上述した外側ローラ３の姿勢安定効果
がより一層高まり、誘起スラストの低減により効果的で
ある。尚、外側ローラ３の内周面３ａの傾斜角α（円錐
角）は、例えば０．１°〜３°と僅かなものである。そ
の他の構成は第１の実施形態と同様で、また、同様の作
用効果を奏するので、重複する説明を省略する。

【００１９】図４および図５に示す第３の実施形態の等
速自在継手は、ローラ案内面２ａの表面部２ａ１をテー
パ状面としたものである。外側ローラ３の球状外周３ｂ
と表面部２ａ１とは接触角φ（例えばφ＝１９°とす
る）をもってアンギュラコンタクトする。その他の構成
は第１の実施形態と同様で、また、同様の作用効果を奏
するので、重複する説明を省略する。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ローラ案内面に案内されるローラの外周面に、外側継手
部材の縦断面方向における該ローラの傾きを抑制する第
１表面部と、外側継手部材の横断面方向における該ロー
ラの傾きを抑制する第２表面部とを設けたので、外側継
手部材とトリポード部材とが作動角を取りつつ回転トル
クを伝達する際の、ローラのふらつき（傾き）が抑制さ
れ、ローラはローラ案内面に対して常に平行姿勢を保っ
た状態で軸方向移動することができる。これにより、ロ
ーラの転動が円滑に行われ、ローラとローラ案内面との
接触部の摺動抵抗が低減する結果、誘起スラストが低減
する。従って、本発明の等速自在継手は振動特性に優
れ、これを例えば自動車の動力伝達装置に用いることに
より、車体の振動・騒音の一層の低減に寄与することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる等速自在継手の半径方向の断面
図である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す半径方向の拡大
断面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態を示す半径方向の断面
図である。

【図５】図４の要部拡大断面図である。

【図６】外側ローラの外側継手部材の縦断面方向｛図６
（ａ）｝、および外側継手部材の横断面方向｛図６
（ｂ）｝での傾斜運動を概念的に示す断面図である。

【図７】従来構成を示す軸方向の断面図である。

【図８】図７の半径方向の断面図である。

【図９】作動角をとった従来構成を示す軸方向の断面図
である。

【図１０】作動角をとった状態のローラとローラ案内面
の関係を示す斜視図である。

【図１１】従来構成を示す軸方向の断面図である。

【図１２】図１１の半径方向の断面図である。

【図１３】作動角をとった従来構成を示す軸方向の断面
図である。

【図１４】比較例の要部拡大断面図である。

【図１５】 本発明の実施形態を示す半径方向の拡大断面
図である。

【符号の説明】

１ 外側継手部材 ２ トラック溝 2a ローラ案内面 ３ ローラ（外側ローラ） ３ａ 内周面 ３ｂ 外周面 ４ トリポード部材 ５ 脚軸 ７ 内側ローラ ７ａ 内周面 ７ｂ 外周面 １２ 肩面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 健二 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 (72)発明者 藏 久昭 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周部に軸方向の３本のトラック溝が形
   成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ
   案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した３
   本の脚軸を有し、各脚軸にそれぞれローラを回転自在に
   装着したトリポード部材とを備え、トリポード部材の前
   記ローラを外側継手部材のローラ案内面に適合させると
   共に、前記ローラと脚軸との間の傾斜を許容する傾斜機
   構を設けて、前記ローラをローラ案内面に沿って外側継
   手部材の軸線と平行な方向に案内する等速自在継手にお
   いて、 前記ローラの外周面を球状面に形成し、これをローラ案
   内面にアンギュラコンタクトさせると共に、前記ローラ
   の脚軸先端側の端面をローラ案内面に設けた肩面で案内
   することを特徴とする等速自在継手。
2. 【請求項２】 前記傾斜機構が、前記ローラ案内面に案
   内される外側ローラと、前記外側ローラの内周面に嵌合
   されると共に、前記脚軸に回転自在に装着された内側ロ
   ーラとで構成されている請求項１記載の等速自在継手。
3. 【請求項３】 前記外側ローラの内周面が円筒状面で、
   前記内側ローラの外周面が球状面である請求項２記載の
   等速自在継手。
4. 【請求項４】 前記外側ローラの内周面が脚軸先端側に
   向かって縮径する円錐状面で、前記内側ローラの外周面
   が球状面である請求項２記載の等速自在継手。
5. 【請求項５】 前記ローラ案内面の肩面が、外側継手部
   材の横断面において外向きに傾斜している請求項１記載
   の等速自在継手。