JP2000154832A - 等速自在継手 - Google Patents

等速自在継手

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JP2000154832A
JP2000154832A JP10327162A JP32716298A JP2000154832A JP 2000154832 A JP2000154832 A JP 2000154832A JP 10327162 A JP10327162 A JP 10327162A JP 32716298 A JP32716298 A JP 32716298A JP 2000154832 A JP2000154832 A JP 2000154832A
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roller
guide surface
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roller guide
joint member
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Tatsuro Sugiyama
達朗 杉山
Tatsuhiro Gotou
竜宏 後藤
Kaga Shioda
佳雅 潮田
Akio Sakaguchi
明夫 坂口
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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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、2つの円
錐表面部3b1で構成される。外側ローラ3の外径側端
面3cがローラ案内面2aの肩面12に案内されること
により、外側継手部材1の縦断面方向における、外側ロ
ーラ3の傾き(前後方向傾き)が抑制される。同時に、
2つの円錐表面部3b1が、ローラ案内面2aの表面部
2a1とアンギュラコンタクトすることにより、外側継
手部材1の横断面方向における、外側ローラ3の傾き
(左右方向傾き)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6および図7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8および図9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、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2
0は図8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10および図11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12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10
および図11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10および図11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5(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OO −OO を含む断面方向)で若干傾き、あ
るいは、図5(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OO −OO
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にそれぞれ略円錐状の2つの
円錐表面部を設け、両円錐表面部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。
【0009】2つの円錐表面部をローラ案内面にアンギ
ュラコンタクトさせることによって、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
傾きが抑制され、また、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。
【0010】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。
【0011】円錐表面部は、略円錐状でローラ案内面に
アンギュラコンタクトし得る形状であれば足り、例えば
ストレートなテーパ状面とすることができる。
【0012】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。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1〜
図4に従って説明する。尚、図1〜図3はいずれも継手
の作動角が0°の時の状態を示している。
【0014】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。
【0015】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
1 から所定量だけ外径側にオフセットされた点P2
中心とする円弧である。
【0016】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。
【0017】外側ローラ3の外周面3bは、2つの円錐
表面部3b1と両円錐表面部3b1間の凸球状面3b2
とで構成される。この実施形態において、円錐表面部3
b1は、その母線がストレートなテーパ状面で、両円錐
表面部3b1の大径側がそれぞれ凸球状面3b2に滑ら
かにつながっている。外側ローラ3の両端3c、3dは
平坦状面である。
【0018】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5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のうち、外側ローラ3の円錐表
面部3b1と接触する表面部2a1はストレートなテー
パ状面である。表面部2a1は、円錐表面部3b1とア
ンギュラコンタクトしており、この場合の接触角φは、
例えば30°に設定される。なお、テーパ状の表面部2
a1に中央を凸としたクラウニングを施すことにより、
エッジロードを緩和することもできる。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。
【0019】外側ローラ3の2つの円錐表面部3b1が
ローラ案内面2aにアンギュラコンタクトすることによ
って、外側ローラ3のローラ案内面に対する左右方向
(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。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2a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。
【0020】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13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13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4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1
2の傾斜角θ2 よりも小さくする。
【0021】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。
【0022】
【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】本発明の他の実施形態を示す半径方向の拡大断
面図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示す半径方向の拡大断
面図である。
【図5】外側ローラの外側継手部材の縦断面方向{図5
(a)}、および外側継手部材の横断面方向{図5
(b)}での傾斜運動を概念的に示す断面図である。
【図6】従来構成を示す軸方向の断面図である。
【図7】図8の半径方向の断面図である。
【図8】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9】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10】従来構成を示す軸方向の断面図である。
【図11】図10の半径方向の断面図である。
【図12】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13】肩面と外側ローラの外径側端面とのエッジ当
り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 2a1 表面部 3 ローラ(外側ローラ) 3a 内周面 3b 外周面 3b1 円錐表面部 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 潮田 佳雅 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 坂口 明夫 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にそれぞれ略円錐状の2つの円錐表
    面部を設け、両円錐表面部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。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019059204A1 (ja) * 2017-09-19 2019-03-28 Ntn株式会社 トリポード型等速自在継手
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