JP2000179565A

JP2000179565A - 等速自在継手

Info

Publication number: JP2000179565A
Application number: JP36106298A
Authority: JP
Inventors: Kaga Shioda; 佳雅潮田; Katsuhiro Suzuki; 勝博鈴木; Kenji Terada; 健二寺田; Masaru Komatsu; 優小松; Shigeyoshi Ishiguro; 重好石黒
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-06-27

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】内側ローラ３の外周面３ｂのＰＣＲ２を
外側ローラ４の外周面４ｂのＰＣＲ１よりも脚軸基端側
に所定量ΔＨだけずらし、それによって外側ローラ４の
内周面４ａと内側ローラ３の外周面３ｂとの接触位置Ｓ
がＰＣＲ１上に位置するようにしている。また、ローラ
案内面１ａ１と外側ローラ４の外周面４ｂとの間の案内
隙間１１の大きさｔを誘起スラストを効果的に低減しう
る値に最適設定している。

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８および図９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針状ころ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１０および図１１
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２２
ａ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１０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上を
こじるような状態で転動しながら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２
２ａとの接触部分に滑りが生じて摩擦抵抗（摺動抵抗）
が大きくなり、これが誘起スラストを増大させる一因と
なる。誘起スラストは継手部分の振動誘起原因となり、
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
伝わり増幅されると共に、車体の振動と共振し、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１２および図１３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、針状ころ２６を介して
脚軸２５の円筒状外周面に嵌合される。

【０００５】図１４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】上記のように、図１２および図１３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１２および
図１３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、外側ローラの外周面とロ
ーラ案内面との間の案内隙間の存在等により、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を
含む断面方向）で若干傾き、あるいは、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】以上の事情に鑑み、本出願人は、誘起スラ
ストの一層の低減を図るため、図７に例示される構成の
等速自在継手を開発し既に出願している（特開平９−１
４２８０号）。同図において、トリポード部材２’の脚
軸２ａ’の外周に複数の針状ころ７’を介して内側ロー
ラ３’が回転自在に嵌合され、脚軸２ａ’の先端部に装
着された抜け止めリング８’（及び止め輪９’）と脚軸
２ａ’の基端部に装着されたワッシャ１０’によって脚
軸２ａ’の軸線Ｚ方向への移動が規制されている。実際
には、針状ころ７’および内側ローラ３’と、抜け止め
リング８’およびワッシャ１０’との間には僅かなアキ
シャル隙間δ’がある（隙間δ’の大きさは実際よりも
かなり誇張して図示されている）。内側ローラ３’の内
周面３ａ’は円筒状面、外周面３ｂ’は凸球状面であ
る。外周面３ｂ’の母線は、内側ローラ３’の半径中心
Ｏ２’から所定量だけ外側にオフセットされた点Ｏ１’
を中心とする半径Ｒ１の円弧である。

【０００８】外側ローラ４’は、内側ローラ３’の外周
面３ｂ’に回転自在に嵌合される。同図に示す例では、
外側ローラ４’の内周面４ａ’は脚軸２ａ’の先端側に
向かって縮径した円錐状になっている。内周面４ａ’の
傾斜角α’（図４参照）は例えば０．１°〜３°程度の
僅かなものであるが、図面では傾斜の度合いがかなり誇
張されている。外周面４ｂ’の母線は、点Ｏ３’を中心
とする半径Ｒ３の円弧である。外周面４ｂ’は、外側継
手部材１’のローラ案内面１ａ’と２点ｐ’、ｑ’でア
ンギュラコンタクトする。外側ローラ４’の外周面４
ｂ’の中心Ｏ３’を含み、脚軸２ａ’の軸線Ｚと直交す
る中心線Ｌ１と、内側ローラ３’の外周面３ｂ’の中心
Ｏ１’を含み、脚軸２ａ’の軸線Ｚと直交する中心線Ｌ
１とは、設計上一致するようにしている。

【０００９】図４に示すように、外側ローラ４’の内周
面４ａ’が脚軸先端側（同図で上側）に向かって漸次縮
径した円錐状になっているため、内側ローラ３’の外周
面３ｂ’との接触位置Ｓ’に脚軸先端側に向いた負荷分
力Ｆが発生する。この負荷分力Ｆは、外側ローラ４’を
脚軸先端側に押し上げるように作用して、非負荷側のロ
ーラ案内面１ａ’におけるＢ部（図７ａ参照）の接触面
圧を低減する。また、接触位置Ｓ’には、負荷分力Ｆの
反力として脚軸基端側（同図で下側）に向いた力Ｆ’が
発生する。この反力Ｆ’は、内側ローラ３’を脚軸基端
側に押し下げるように作用して、内側ローラ３’および
針状ころ７’の脚軸２ａ’に対する軸方向移動を抑制す
る。その結果、図７（ｂ）に示すように、内側ローラ
３’および針状ころ７’は常時下側のワッシャ１０’に
押し付けられた状態になり、アキシャル隙間δ’に起因
する接触位置Ｓ’の変動が抑制される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図７に例示される既出
願の等速自在継手は、非負荷側のローラ案内面１ａ’に
おけるＢ部の接触面圧低減と、接触位置Ｓ’の安定化と
が相俟って、誘起スラストの一層の低減に寄与するもの
であったが、多くの実験の過程で、誘起スラストが目標
値を超える試験品が散見された。その原因については未
だ明確には解明されていないが、次のように考えること
ができる。

【００１１】すなわち、継手が作動角を取りつつ回転ト
ルクを伝達する際、脚軸２ａ’の回転方向の位相変化に
伴い、接触位置Ｓ’は作動角が０°の時の位置（図４に
示す位置）を基点として、そこから脚軸基端側（同図で
下側）および脚軸先端側（同図で上側）の所定領域内で
往復移動することになる（作動角０°の時の位置から脚
軸基端側への移動量の方が脚軸先端側への移動量よりも
大きい。）。しかしながら、上記構成の等速自在継手で
は、作動角が０°の時の接触位置Ｓ’が、外側ローラ
４’の外周面４ｂ’の中心線Ｌ１（中心線Ｌ１はアンギ
ュラコンタクト点ｐ’、ｑ’間の２等分位置になる。）
よりも脚軸先端側（同図で上側）にΔＨ’だけずれてお
り（外側ローラ４’の内周面４ａ’が傾斜角α’をもっ
ているので、幾何学的な関係からそうなる。但し、傾斜
角α’はごく小さいので、ΔＨ’は実際には図示されて
いるような大きさではなく、微小なものである。）、し
かも接触位置Ｓ’に脚軸先端側に向いた負荷分力Ｆが作
用するので、継手回転時の継手荷重が相対的に脚軸先端
側の接触点ｐ’に偏重して、接触点ｐ’、ｑ’間の荷重
バランスに変動が生じる。そして、接触点ｐ’、ｑ’間
の荷重バランスの変動によって外側ローラ４’に僅かな
傾き（ふらつき）が生じると考えられる。さらに、この
種の等速自在継手では、一般に、継手のバックラッシュ
を抑制するため、外側ローラの外周面とローラ案内面と
の間の案内隙間をできるだけ小さくしており、そのため
に、外側ローラ４’の僅かな傾きに対して、非負荷側の
ローラ案内面１ａ’と外側ローラ４’の外周面４ａ’と
が比較的強く接触し、その結果として、負荷側のローラ
案内面１ａ’における接触面圧も比較的高くなると考え
られる。

【００１２】上記のように、外側ローラのローラ案内面
に対する傾きの程度と案内隙間の大きさとの兼ね合いに
よって、両者の接触部分の面圧が高くなり、摺動抵抗が
増大して、外側ローラの円滑な転動が妨げられ、これが
誘起スラストを増大させる要因になっていると考えられ
る。

【００１３】そこで、本発明は、ローラ案内面と外側ロ
ーラの外周面との間の案内隙間を最適管理し、また、外
側ローラの傾きを抑制することにより、誘起スラストを
より一層効果的に低減し、それによってより低振動の等
速自在継手を提供しようとするものである。

【００１４】

【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、前記ローラがトラッ
ク溝のローラ案内面に案内される外周面を有する等速自
在継手において、トラック溝の両側のローラ案内面と前
記ローラの外周面との間の案内隙間を、誘起スラストを
低減しうる所定量に管理した。

【００１５】前記ローラは、トラック溝のローラ案内面
に案内される外周面を有する外側ローラと、外側ローラ
の内周面と線接触する球面状の外周面を有する内側ロー
ラとで構成することができる。その場合、外側ローラの
内周面は、内側ローラの外周面との接触位置で脚軸先端
側に向いた負荷分力を発生させる形状になっているのが
好ましい。具体的には、外側ローラの内周面の形状とし
て、特開平９−１４２８０号に示された種々の形状を採
用することができる。すなわち、外側ローラの内周面の
形状として、脚軸先端側に向かって漸次縮径した円錐
状、内側ローラの外周面の母線中心に対して脚軸基端側
にオフセットされた点を母線中心とする凹球面（特開平
９−１４２８０号、第３図の形状）、内側ローラの外周
面の母線中心に対して脚軸先端側にオフセットされた点
を母線中心とする凸球面（特開平９−１４２８０号、第
４図の形状）、脚軸先端側に向かって縮径した円錐テー
パ面と凸球面との合成面（特開平９−１４２８０号、第
５図の形状）、円筒面と凸球面との合成面（特開平９−
１４２８０号、第６図の形状）等、種々の形状を採用す
ることができる。但し、製造工程を簡略化できる観点か
ら、外側ローラの内周面は脚軸先端側に向かって漸次縮
径した円錐状とするのが好ましい。

【００１６】内側ローラの外周面の母線半径を、この外
周面の最大半径より小さくしても良い。また、外側ロー
ラを、その外周面の中心を含み、脚軸の軸線と直交する
中心線に対して非対称とし、中心線から脚軸先端側部分
の幅が、中心線から脚軸基端側部分の幅より大きくなる
ようにしても良い（特開平９−１４２８０号、第２図の
形状）。

【００１７】外側ローラの外周面とローラ案内面とが、
２点でアンギュラコンタクトする構成とすることができ
る。

【００１８】ローラ案内面と外側ローラの外周面との間
の案内隙間の大きさｔは、０．０８０ｍｍ≦ｔ≦０．１
１０ｍｍの範囲内としたときに好ましい結果が得られ
る。

【００１９】また、作動角が０°の時の、外側ローラの
外周面の中心を含み、脚軸の軸線と直交する中心線と継
手中心との間の垂直距離（ＰＣＲ１）と、内側ローラの
外周面の中心を含み、脚軸の軸線と直交する中心線と継
手中心との間の垂直距離（ＰＣＲ２）との差Δｈ（＝Ｐ
ＣＲ１−ＰＣＲ２）は、−０．２ｍｍ≦Δｈ≦０．３３
ｍｍの範囲内、好ましくは−０．１ｍｍ≦Δｈ≦０．３
ｍｍ、より好ましくは−０．１ｍｍ≦Δｈ≦０．２７ｍ
ｍの範囲内のときに好ましい結果が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。尚、図１および図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。

【００２１】図１に示すように、この実施形態の等速自
在継手は、連結すべき二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２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１ａが内周部の円周等
配位置に形成されている。各トラック溝１ａの両側に
は、それぞれローラ案内面１ａ１が設けられている。ト
リポード部材２は半径方向に突出した３本の脚軸２ａを
円周等配位置に有する。各脚軸２ａの円筒状の外周面に
は、複数の針状ころ７を介して内側ローラ３が回転自在
に嵌合され、さらにその外側に外側ローラ４が回転自在
に嵌合されている。

【００２２】図１（ｂ）に拡大して示すように、針状こ
ろ７および内側ローラ３は、それらの一端が脚軸２ａ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、他端が脚軸２ａ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２ａの軸線Ｚ方向への
移動が規制されている。実際には、針状ころ７および内
側ローラ３と、抜け止めリング８およびワッシャ１０と
の間には僅かなアキシャル隙間δがある。図面では、ア
キシャル隙間δの大きさが実際よりもかなり誇張されて
いる。また、脚軸２ａの外周面および内側ローラ３の内
周面３ａと針状ころ７との間には僅かなラジアル隙間が
ある。内側ローラ３の内周面３ａは円筒状面、外周面３
ｂは凸球状面である。この実施形態において、外周面３
ｂの母線は、内側ローラ３の半径中心Ｏ２から所定量だ
け外側にオフセットされた点Ｏ１を中心とする半径Ｒ１
の円弧である。半径Ｒ１は、外周面３ｂの最大半径Ｒ２
よりも小さい。

【００２３】外側ローラ４は、内側ローラ３の外周面３
ｂに回転自在に嵌合される。この実施形態において、外
側ローラ４の内周面４ａは脚軸２ａの先端側に向かって
漸次縮径した円錐状で、内側ローラ３の外周面３ｂと線
接触する。これにより、外側ローラ４と内側ローラ３と
の間の相対的な傾き変位が許容される（傾斜機構）。内
周面４ａの傾斜角α（図３参照）例えば０．１°〜３°
と僅かなものであり、この実施形態ではα＝０．５°に
設定している。図面では、内周面４ａの傾斜の度合いが
かなり誇張されている。外側ローラ４の外周面４ｂの母
線は、点Ｏ１よりもさらに外側にオフセットされた点Ｏ
３を中心とする半径Ｒ３の円弧である。

【００２４】この実施形態において、外側継手部材１の
ローラ案内面１ａ１の断面形状は、２円弧状（ゴシック
アーチ状）になっている。そのため、ローラ案内面１ａ
１と外側ローラ４の外周面４ｂとは２点ｐ、ｑでアンギ
ュラコンタクトする。アンギュラコンタクト点ｐ、ｑ
は、外側ローラ４の外周面４ｂの中心Ｏ３を含み、脚軸
２ａの軸線Ｚと直交する中心線Ｌ１に対して、軸線Ｚ方
向に等距離だけ反対側に離れた位置にある。尚、ローラ
案内面１ａ１の断面形状は、Ｖ字状または放物線状等で
も良い。

【００２５】外側ローラ４の外周面４ｂの中心Ｏ３を含
み、脚軸２ａの軸線Ｚと直交する中心線Ｌ１と継手中心
Ｏとの間の垂直距離（ＰＣＲ１）と、内側ローラ３の外
周面３ｂの中心Ｏ１を含み、脚軸２ａの軸線Ｚと直交す
る中心線Ｌ２と継手中心Ｏとの間の垂直距離（ＰＣＲ
２）とは、ΔＨ（＝ＰＣＲ１−ＰＣＲ２）だけずれてい
る。図１（ｂ）に示す最適な状態では、ＰＣＲ２がＰＣ
Ｒ１よりも最適量ΔＨだけ脚軸基端側（同図で下側）に
ずれ、外側ローラ４の内周面４ａと内側ローラ３の外周
面３ｂとの接触位置Ｓが、外側ローラ４の外周面４ｂの
中心線Ｌ１上（ＰＣＲ１上）に位置している。上記のΔ
Ｈの大きさは、図４に示すΔＨ’の大きさに対応するも
のである。

【００２６】図２に示すように、ローラ案内面１ａ１と
外側ローラ４の外周面４ｂとの間には案内隙間１１が設
けられている。案内隙間１１の大きさはｔである。案内
隙間１１の大きさｔは、誘起スラストを低減する観点か
ら最適設定される。尚、同図では、外側ローラ４が両側
のローラ案内面１ａ１間の中央に位置して、案内隙間１
１が外周面４ｂの両側にそれぞれｔ／２づつ配分された
状態になっているが、トルク伝達時は、外周面４ｂが負
荷側のローラ案内面１ａ１に接触して、非負荷側のロー
ラ案内面１ａ１と外周面４ｂとの間に大きさｔの案内隙
間１１ができる（外側ローラ４の傾きがない場合）。

【００２７】外側ローラ４の内周面４ａが脚軸先端側に
向かって漸次縮径した円錐状になっているため、図３に
示すように、内側ローラ３の外周面３ｂとの接触位置Ｓ
に脚軸先端側に向いた負荷分力Ｆが発生する。また、こ
の負荷分力Ｆの反力として、脚軸基端側に向いた力Ｆ’
が発生する。これら負荷分力Ｆ、反力Ｆ’の働きに関し
ては、図７に示す構成と変わるところがないので、重複
を避けるため説明を省略する。

【００２８】この実施形態の特徴とするところは、内側
ローラ３の外周面３ｂのＰＣＲ２を外側ローラ４の外周
面４ｂのＰＣＲ１よりも脚軸基端側に所定量ΔＨだけず
らし、それによって外側ローラ４の内周面４ａと内側ロ
ーラ３の外周面３ｂとの接触位置ＳがＰＣＲ１上に位置
するようにした点、ローラ案内面１ａ１と外側ローラ４
の外周面４ｂとの間の案内隙間１１の大きさｔを誘起ス
ラストを効果的に低減しうる値に最適設定した点にあ
る。このような構成とすることにより、図７に示す構成
に比べ、誘起スラストの一層の低減を図ることができ
る。その理由は次のように考えることができる。

【００２９】すなわち、この継手が作動角を取りつつ回
転トルクを伝達する際、脚軸２ａの回転方向の位相変化
に伴い、接触位置Ｓは作動角が０°の時の位置（図３に
示すＰＣＲ１上の位置：アンギュラコンタクト点ｐ、ｑ
間の２等分位置になる。）を基点として、そこから脚軸
基端側（同図で下側）および脚軸先端側（同図で上側）
の所定領域内（作動角０°の時の位置から脚軸基端側へ
の移動量の方が脚軸先端側への移動量よりも大き
い。）、つまりアンギュラコンタクト点ｑに近い領域内
で往復移動することになるが、その接触位置Ｓのアンギ
ュラコンタクト点ｑ側への移動による影響と、脚軸先端
側に向いた負荷分力Ｆによる影響とが相殺し合って、ア
ンギュラコンタクト点ｐ、ｑ間の荷重バランスが保た
れ、これにより外側ローラ４の傾き（ふらつき）が抑制
される。また、案内隙間１１の大きさｔが最適設定され
ているため、外側ローラ４に傾きがあった場合でも、非
負荷側のローラ案内面１ａ１が外周面４ｂに適度に軽く
接触して、外側ローラ４のそれ以上の傾きを抑制し、し
かもその際の接触面圧の上昇が最小限に抑制される。案
内隙間１１が小さすぎると、外側ローラ４の僅かな傾き
に対して非負荷側のローラ案内面１ａ１と外周面４ｂと
が比較的強く接触して接触面圧が高くなり、逆に案内隙
間１１が大きすぎると、外側ローラ４の傾きに対する自
由度が大きくなり、外側ローラ４とローラ案内面１ａ１
との斜行状態が助長される結果となる。このように、接
触位置Ｓの最適設定による外側ローラ４の傾き抑制効果
と、案内隙間１１の最適設定による外側ローラ４の傾き
抑制効果および接触面圧の抑制効果とが相俟って、誘起
スラストがより低減されるものと考えられる。

【００３０】以上のように、作動角０°の時の接触位置
Ｓを外側ローラ４の外周面４ｂのＰＣＲ１上に位置させ
ることによって、誘起スラストをより一層低減させるこ
とが可能であるが、各部品の寸法・形状には製造上の誤
差が不可避であり、全ての実製品について上記の最適構
成を得ることは不可能である。また、継手を組立てた状
態で接触位置Ｓを正確に検知することもできない。そこ
で、組立前の段階で、外側ローラ４の外周面４ｂのＰＣ
Ｒ１、内側ローラ３の外周面３ｂのＰＣＲ２を測定し、
それらの相互差Δｈ（＝ＰＣＲ１−ＰＣＲ２）を管理し
て、組立後の接触位置Ｓ（ΔＨ）を予測することとす
る。尚、ＰＣＲ１のバラツキ要因としては、外側継手部
材１のローラ案内面１ａ１の寸法・形状の誤差、外側ロ
ーラ４の外周面４ｂの寸法・形状の誤差等が考えられ
る。また、ＰＣＲ２のバラツキ要因としては、内側ロー
ラ３の外周面３ｂの寸法・形状の誤差、脚軸２ａの端面
から継手中心Ｏまでの寸法誤差等が考えられる。

【００３１】上記相互差Δｈ（＝ＰＣＲ１−ＰＣＲ２）
を精度良く（例えば所定値に）管理することにより、実
製品を上記の最適構成に可及的に近づけることができ
る。その一方で、相互差Δｈを高精度に管理することと
すると、部品の不良率が高まり、あるいは部品の高精度
な加工が必要となり、このことは製造コストの上昇につ
ながる。従って、相互差Δｈの管理は、誘起スラストの
低減と製造コストとの兼ね合いに配慮して、最適な管理
幅で行うのが好ましい。この相互差Δｈの最適な管理幅
を求めるために、実験を行った。実験は、図１に示す構
成の等速自在継手（傾斜角α＝０．５°）について、相
互差Δｈが異なる種々の試験継手を製作し、各試験継手
を所定の作動角、回転トルク、回転数の下で回転させ
て、誘起スラストを測定することにより行った。その結
果を図５にまとめて示す。尚、図５において、上方の点
線は誘起スラスト（３次成分）の最大値をプロットした
もの、下方の実線は誘起スラスト（３次成分）の最小値
をプロットしたものである。

【００３２】図５に示すように、−０．２ｍｍ≦Δｈ≦
０．３３ｍｍの範囲で誘起スラストの低減効果が認めら
れ、特に−０．１ｍｍ≦Δｈ≦０．３ｍｍの範囲、さら
に−０．１ｍｍ≦Δｈ≦０．２７ｍｍの範囲で誘起スラ
ストの顕著な低減効果が認められた。従って、Δｈの管
理幅を、上記の範囲に設定することにより、実製品にお
いて誘起スラストの目標値をクリアーし、良好な低振動
特性を得ることができると同時に、製造コストも抑制す
ることができる。この実施形態では、Δｈの管理幅をさ
らに狭めて、−０．０５ｍｍ≦Δｈ≦０．１５ｍｍにし
ている。

【００３３】案内隙間１１の大きさｔの最適範囲を求め
るために実験を行った。実験は、図１に示す構成の等速
自在継手（傾斜角α＝０．５°）について、ＰＣＲ相互
差Δｈを７１μｍとし、案内隙間１１の大きさｔが異な
る種々の試験継手を製作し、各試験継手に作動角θ＝６
°、８°、１０°、１２．５°を与えて、所定の回転ト
ルク、回転数の下でそれぞれ回転させて、誘起スラスト
を測定することにより行った。その結果を図６にまとめ
て示す。

【００３４】図６に示す結果から、作動角θ＝６°、８
°、１０°、１２．５°の何れを与えた場合でも、０．
０８ｍｍ≦ｔ≦０．１１０の範囲内で誘起スラストが低
減することが確認された。通常、乗用車では最大作動角
が９°程度であるが、発進時には重量の移動により最大
１２°程度になることがある。従って、このような常用
作動角域では、０．０８ｍｍ≦ｔ≦０．１１０が案内隙
間の大きさの最適値と判断できる。

【００３５】尚、案内隙間の大きさの最適設定に関する
本発明は、図８および図９に示す構成の等速自在継手、
図１２および図１３に示す構成の等速自在継手にも適用
でき、また、ローラの脚軸先端側の端面をローラ案内面
の肩面で案内する構成の等速自在継手にも適用できる。
すなわち、案内隙間の大きさの最適設定に関する本発明
は、脚軸に装着したローラの外周面をトラック溝のロー
ラ案内面に案内させる構成の等速自在継手に対して広く
適用可能であり、ローラの構成、形状、案内態様、脚軸
に対する装着態様等は例示されたものに限定されない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
継手が作動角を取りつつ回転トルクを伝達する際の誘起
スラストをより一層効果的に低減することができる。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】本発明の実施形態に係わる等速自在継手の横断
面図｛図１（ａ）｝、図１（ａ）の部分拡大断面図｛図
１（ｂ）｝である。

【図２】ローラ案内面と外側ローラの外周面との間の案
内隙間を示す要部拡大断面図である。

【図３】実施形態の等速自在継手における外側ローラの
内周面と内側ローラの外周面との接触状態を模式的に示
す図である。

【図４】図７に示す等速自在継手における外側ローラの
内周面と内側ローラの外周面との接触状態を模式的に示
す図である。

【図５】Δｈと誘起スラストとの関係を示す図である。

【図６】案内隙間と誘起スラストとの関係を示す図であ
る。

【図７】従来の等速自在継手の横断面図｛図７
（ａ）｝、図７（ａ）の部分拡大断面図｛図７（ｂ）｝
である。

【図８】従来の他の等速自在継手の縦断面図である。

【図９】図８に示す等速自在継手の横断面図である。

【図１０】図８及び図９に示す従来継手が作動角をとっ
た時の状態を示す縦断面図である。

【図１１】図８及び図９に示す従来継手が作動角をとっ
た時のローラとローラ案内面の関係を示す斜視図であ
る。

【図１２】従来の他の等速自在継手の縦断面図である。

【図１３】図１０に示す等速自在継手の横断面図であ
る。

【図１４】図１２及び図１３に示す従来継手が作動角を
とった時の状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】１外側継手部材１ａトラック溝１ａ１ローラ案内面２トリポード部材２ａ脚軸３内側ローラ３ｂ外周面４外側ローラ４ａ内周面４ｂ外周面ｔ案内隙間

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者小松優静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内 (72)発明者石黒重好静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記ローラがトラッ
ク溝のローラ案内面に案内される外周面を有する等速自
在継手において、前記トラック溝の両側のローラ案内面と前記ローラの外
周面との間の案内隙間が、誘起スラストを低減しうる所
定量に管理されていることを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】前記ローラが、トラック溝のローラ案内
面に案内される外周面を有する外側ローラと、外側ロー
ラの内周面と線接触する球面状の外周面を有する内側ロ
ーラとで構成されている請求項１記載の等速自在継手。
【請求項３】前記外側ローラの内周面が、内側ローラ
の外周面との接触位置で脚軸先端側に向いた負荷分力を
発生させる形状になっている請求項２記載の等速自在継
手。
【請求項４】前記外側ローラの内周面が、脚軸先端側
に向かって漸次縮径した円錐状である請求項３記載の等
速自在継手。
【請求項５】前記ローラの外周面とローラ案内面とが
２点でアンギュラコンタクトする請求項１、２、３又は
４記載の等速自在継手。
【請求項６】前記案内隙間の大きさｔが０．０８０ｍ
ｍ≦ｔ≦０．１１０ｍｍである請求項１、２、３、４又
は５記載の等速自在継手。
【請求項７】作動角が０°の時の、前記外側ローラの
外周面の中心を含み、前記脚軸の軸線と直交する中心線
と継手中心との間の垂直距離（ＰＣＲ１）と、前記内側
ローラの外周面の中心を含み、前記脚軸の軸線と直交す
る中心線と継手中心との間の垂直距離（ＰＣＲ２）との
差Δｈ（＝ＰＣＲ１−ＰＣＲ２）が、−０．２ｍｍ≦Δ
ｈ≦０．３３ｍｍである請求項２、３、４、５又は６記
載の等速自在継手。