JP2000240674A - トリポード型等速自在継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニードルローラとの接触部での接触面圧を低
減させると共に、組立工程の簡略化および低コスト化、
並びに誘起力の低減を図る。 【解決手段】 内周面に３本のトラック溝１ａを有する
外側継手部材１の内側に、半径方向に突出した３本の脚
軸２ａを備えるトリポード部材２を挿入し、各脚軸２ａ
に回転可能に装着されたローラ３をトラック溝１ａに収
容して両側のローラ案内面１a1で軸方向に案内する。こ
のトリポード型等速自在継手において、ローラ３の内周
面３ｂと脚軸２ａの外周面２a1との間に自己潤滑性を有
するスリーブ４を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や産業機械
等において使用されるトリポード型等速自在継手に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】トリポード型等速自在継手は、図８
（ａ）（ｂ）に示すように、半径方向に突出した３本の
脚軸２ａを円周方向に等間隔に配置したトリポード部材
２を備えている。各脚軸２ａにニードルローラ１１等の
転動体を介して円環状のローラ３が回転自在に取付けて
あり、このローラ３が外側継手部材１の内周面に形成さ
れたトラック溝１ａに収容されている。各トラック溝１
ａの円周方向で対向する一対のローラ案内面１a1は軸方
向に延びる凹曲面であり、各ローラ３の外周面はローラ
案内面１a1に適合する凸曲面である。各ローラ３は、対
応するトラック溝１ａのローラ案内面１a1に案内され、
脚軸２ａを中心に回転しながらトラック溝１ａに沿って
移動可能である。

【０００３】各ローラ３が脚軸２ａの軸心回りに回転し
ながらローラ案内面１a1上を転動することにより、外側
継手部材１とトリポード部材２との間の相対的な軸方向
変位、すなわち連結すべき二軸間の相対的軸方向変位
（プランジング）が許容され、同時に、図９に示すよう
に、外側継手部材１とトリポード部材２とが所定の作動
角θ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２ａのローラ案内面１a1に対す
る軸方向の変位が許容される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】外側継手部材１とトリ
ポード部材２との間のトルク伝達中は、ニードルローラ
１１に回転トルクに応じた荷重が加わる。この時、ニー
ドルローラは、脚軸２ａの外周面やローラ３の内周面と
線接触するため、ローラとニードルローラ間、およびニ
ードルローラと脚軸間の各接触部で接触面圧が高くな
る。かかる高面圧に対処するため、脚軸等の部材には大
径のものが必要とされ、また、高面圧に起因して脚軸表
面等に摩耗が生じやすくなっている。

【０００５】また、上記等速自在継手の組立工程におい
ては、トリポード部材２の脚軸２ａ外周にインナワッシ
ャ１２、アウタワッシャ１３およびサークリップ１４を
用いてニードルローラ１１を組付けてなるトラニオンキ
ットがアッセンブリとして組立てられるが、ニードルロ
ーラとして小径（φ２〜２．５程度）のものを多数本
（２５〜３０本程度）使用しているため、トラニオンキ
ットの組立は容易ではなく、多くの組立工数が必要とさ
れていた。

【０００６】一方、作動角を取りつつ回転トルクを伝達
する際、脚軸はローラに対して脚軸方向（脚軸の軸線方
向）に摺動するが、この時の摺動が円滑になされないと
誘起力が大きくなり、振動発生の要因となる。

【０００７】そこで、本発明では、ニードルローラとの
接触部での接触面圧を低減させると共に、組立工程の簡
略化および低コスト化、並びに誘起力の低減を図ること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、内周面に軸方向に延びる３本のトラッ
ク溝を備え、各トラック溝の両側に軸方向のローラ案内
面が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３
本の脚軸を備え、外側継手部材の内側に挿入されるトリ
ポード部材と、トリポード部材の各脚軸に装着され、各
トラック溝の上記ローラ案内面によって軸方向に案内さ
れるローラとを具備するものにおいて、ローラをスリー
ブを介して脚軸の外周面に回転および摺動可能に嵌合し
た。

【０００９】このようにローラと脚軸との間に配される
ニードルローラに代えてスリーブを使用することによ
り、ローラとスリーブの間、およびスリーブと脚軸の間
の接触状態が何れも面接触となる。従って、従来の線接
触に比べると、各接触部での接触面圧を低減させること
ができ、脚軸の小径化による継手の小型化や各接触部で
の摩耗、特に脚軸表面の摩耗を抑えることが可能とな
る。また、接触面圧の低減により、ローラの脚軸方向の
摺動が従来品よりも円滑化されるので、誘起力の発生が
抑制される。

【００１０】また、ニードルローラ、およびこれを組付
けるためのインナおよびアウタワッシャ、あるいはサー
クリップ等が不用になるので、トラニオンキットの組立
工数の簡略化および部品点数の削減により、継手の低コ
スト化を図ることもできる。

【００１１】上記トリポード型等速自在継手のバリエー
ションとして種々のものが考えられる。例えば、スリー
ブの内周面および脚軸の外周面を円筒面としたもの、あ
るいは、スリーブの内周面を円筒面、脚軸の外周面を球
面としたものなどである。前者の場合、外側継手部材の
ローラ案内面を円弧面（１つの円弧で形成された面の
他、２以上の円弧で形成された面も含む）とすると共
に、ローラの外周面を球面とすることができる。後者の
場合、外側継手部材のローラ案内面を平坦面とすると共
に、ローラの外周面を円筒面とすることができる。

【００１２】スリーブに自己潤滑性を持たせれば、その
潤滑作用により、脚軸表面の摩耗をさらに低減化でき
る。同様の理由から、ローラの脚軸方向への摺動をさら
に円滑化することができ、誘起力の発生をさらに抑制す
ることができる。自己潤滑性は、スリーブを含油焼結金
属や自己潤滑性樹脂材料で形成することによって得られ
る。

【００１３】スリーブの何れか一端には、フランジ部を
設けることができる。特に、フランジ部をトリポード部
材の内径側に設けた場合、ローラとの係合によりスリー
ブの抜け止めを図ることができる。

【００１４】スリーブを有底カップ状に形成した場合
も、底部が外側継手部材の内周面と接触干渉するため、
同様にスリーブの抜け止めが図られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図７に基いて説明する。

【００１６】図１に示すように、本発明にかかるトリポ
ード型等速自在継手は、概ね有底筒状の外側継手部材１
と、円周方向の等配位置で半径方向に突出する３本の脚
軸２ａを有し、外側継手部材１の内側に挿入されるトリ
ポード部材２と、トリポード部材２の各脚軸２ａに装着
された円環状のローラ３とを具備する。外側継手部材１
の内周面の円周方向等配位置には、外側継手部材１の軸
方向に延びる３本のトラック溝１ａが設けられ、このト
ラック溝１ａに各脚軸２ａに装着されたローラ３がそれ
ぞれ収容されている。各トラック溝１ａの円周方向両側
の壁面は、ローラ３の外周面３ａと適合密着するローラ
案内面１a1で、各ローラ案内面１a1はそれぞれ外側継手
部材１の軸方向に沿って延設されている。本実施形態で
は、ローラ案内面１a1を凹状の円筒面とし、ローラ３の
外周面３ａを、脚軸２ａの軸線上に中心を持つ凸状の球
面に形成した場合を例示している。

【００１７】ローラ３の内周面３ｂ、および脚軸２ａの
外周面２a1は、それぞれ円筒面状に形成され、このロー
ラ内周面３ｂと脚軸外周面２a1の間に、図２に示すよう
に外周面４ａおよび内周面４ｂをそれぞれ円筒面とした
スリーブ４が介装される。ローラ３あるいは脚軸２ａと
スリーブ４との間のハメアイは、作動角θをとった回転
トルク伝達時に、ローラ３がスリーブ４に対して回転可
能でかつ脚軸方向に摺動可能となる限り任意に選択する
ことができる。例えばローラ内周面３ｂとスリーブ外周
面４ａの間の隙間、およびスリーブ内周面４ｂと脚軸外
周面２a1の間の隙間を何れも正隙間（すきま嵌め）とす
る他、何れか一方の隙間（特にローラ内周面３ｂとスリ
ーブ外周面４ａの間の隙間）を負隙間（締まり嵌め）と
することもできる。

【００１８】スリーブ４の成形材料は特に限定されず、
例えば通常の鋼材料等で形成し、これをグリース潤滑等
で使用してもよいが、ローラ３の回転や脚軸方向の摺動
を長期間安定して円滑に行うため、自己潤滑性を有する
材料で形成するのが望ましい。自己潤滑性を有する材料
としては、銅系、銅鉄系、あるいは鉄系の焼結金属に潤
滑油や潤滑グリースを含浸させた含油焼結金属や、４フ
ッ化エチレン樹脂、ナイロン樹脂などの自己潤滑性樹脂
材料が考えられる。

【００１９】スリーブ４の一端部（トリポード部材２の
内径側）には、脚軸２ａの外径側に突出するフランジ部
４ｃが設けられる。このフランジ部４ｃは、ローラ３の
一端側の端面３ｃに対し、トリポード部材２の内径側か
ら係合する。この場合、上記のようにローラ外周面３ａ
がローラ案内面１a1に適合しているため、スリーブ４の
脚軸２ａからの抜け止めがなされる。

【００２０】以上の構成から、本発明によれば、ローラ
内周面３ｂとスリーブ外周面４ａとの接触部、およびス
リーブ内周面４ｂと脚軸外周面２a1との接触部における
接触面圧が、ニードルローラ（１１：図８参照）を用い
た従来品よりも格段に低下する。従って、脚軸の径φＤ
を小径化しても強度上問題を生じず、ローラ３の小型化
により、外側継手部材１の小径化を図ることができる。
また、接触面圧が小さいため、脚軸２ａ表面等の摩耗も
従来品よりも生じにくく、長寿命化を図ることができ
る。さらには脚軸方向へのローラ３の摺動抵抗が軽減さ
れるので、誘起スラストを減少させることができ、振動
の発生が抑制される。また、従来必須のワッシャ１２、
１３やサークリップ１４等が不要であるから、部品点数
や組立工数の削減による低コスト化も達成される。

【００２１】図３は、ローラ内周面３ｂと摺接するスリ
ーブ４の外周面４ａに凹部、例えば環状凹溝を形成して
油溜り５としたもので、ローラ３の回転抵抗や摺動抵抗
をさらに低減することができる。油溜り５は、脚軸外周
面２a1と摺接するスリーブ内周面４ｂに形成することも
できる。

【００２２】図４乃至図６は、スリーブ４の形状の他の
実施形態を示すもので、図４は、図１および図２に示す
スリーブ４のフランジ部４ｃを除去したもの、図５は、
図１および図２に示すスリーブ４のフランジ部４ｃを他
端（トリポード部材２の外径側）に設けたもの、図６は
有底のカップ状に形成して底部４ｄをトリポード部材２
の外径側に配置したものである。何れのスリーブ４にお
いても、その他端部が外側継手部材１の内周面、詳しく
はトラック溝１ａの底１a2と係合するため、スリーブ４
の抜けが防止される。

【００２３】図７は、図１に示すトリポード型等速自在
継手において、外側継手部材１のローラ案内面１a1を平
坦面、ローラ３の外周面３ａを円筒面、脚軸２ａの外周
面２a1を凸球面とした実施形態で、図２乃至図６に示す
何れのスリーブ４も使用可能である。

【００２４】なお、トリポード型等速自在継手として
は、誘起スラストのさらなる軽減を図るべく、ローラ３
を内ローラと外ローラとで構成して、外ローラを脚軸２
ａの軸線に対して傾斜可能としたものも存在するが、本
発明はこの種の首振り型のトリポード型等速自在継手に
も同様に適用することができる。すなわち、内ローラと
脚軸との間に介装される転動体（ニードルローラ等）に
代えて、図２乃至図７に示すスリーブを適用することも
できる。

【００２５】また、図１では、ローラ案内面１a1を１つ
の円弧からなる円筒面としているが、２つの円弧からな
るゴシックアーチ形状とし、ローラ外周面３ａに接触角
をもってアンギュラコンタクトさせてもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、脚軸とローラとの間の
摺動接触部で接触面圧が低減化されるので、小型でかつ
耐摩耗性に優れた長寿命のトリポード型等速自在継手を
提供できる。また、ニードルローラおよびその組付け用
部品を省略できるので、トラニオンキットの部品点数や
組立工数の削減し、等速自在継手の低コスト化を図るこ
ともできる。さらに、従来品よりも誘起力を軽減できる
ので、誘起力に起因した機械振動の発生が抑えられ、特
に自動車に適用した場合のＮＶＨ特性の低下が図られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるトリポード型等速自在継手の横
断面図である。

【図２】スリーブの斜視図である。

【図３】トリポード型等速自在継手の横断面図で、スリ
ーブの他の実施形態を示す。

【図４】トリポード型等速自在継手の横断面図で、スリ
ーブの他の実施形態を示す。

【図５】トリポード型等速自在継手の横断面図で、スリ
ーブの他の実施形態を示す。

【図６】トリポード型等速自在継手の横断面図で、スリ
ーブの他の実施形態を示す。

【図７】本発明にかかるトリポード型等速自在継手の他
の実施形態を示す横断面図である。

【図８】図（ａ）は従来のトリポード型等速自在継手の
縦断面図、（ｂ）図はその横断面図である。

【図９】作動角をとった従来のトリポード型等速自在継
手の縦断面図である。

【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 １a2 トラック溝底 ２ トリポード部材 ２ａ 脚軸 ２a1 脚軸外周面 ３ ローラ ３ａ ローラ外周面 ３ｂ ローラ内周面 ４ スリーブ ４ａ スリーブ外周面 ４ｂ スリーブ内周面 ４ｃ フランジ部 ４ｄ スリーブ底部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野▲崎▼ 孝志 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 小原 健 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に軸方向に延びる３本のトラック
   溝を備え、各トラック溝の両側に軸方向のローラ案内面
   が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した３本
   の脚軸を備え、外側継手部材の内側に挿入されるトリポ
   ード部材と、トリポード部材の各脚軸に装着され、各ト
   ラック溝の上記ローラ案内面によって軸方向に案内され
   るローラとを具備するものにおいて、 上記ローラをスリーブを介して脚軸の外周面に回転およ
   び摺動可能に嵌合したことを特徴とするトリポード型等
   速自在継手。
2. 【請求項２】 スリーブの内周面および脚軸の外周面が
   円筒面である請求項１記載のトリポード型等速自在継
   手。
3. 【請求項３】 スリーブの内周面が円筒面で、脚軸の外
   周面が球面である請求項１記載のトリポード型等速自在
   継手。
4. 【請求項４】 外側継手部材のローラ案内面が円弧面
   で、ローラの外周面が球面である請求項１記載のトリポ
   ード型等速自在継手。
5. 【請求項５】 外側継手部材のローラ案内面が平坦面
   で、ローラの外周面が円筒面である請求項３記載のトリ
   ポード型等速自在継手。
6. 【請求項６】 スリーブに自己潤滑性を持たせた請求項
   １乃至５何れか記載のトリポード型等速自在継手。
7. 【請求項７】 スリーブが含油焼結金属で形成されてい
   る請求項６記載のトリポード型等速自在継手。
8. 【請求項８】 スリーブが自己潤滑性樹脂材料で形成さ
   れている請求項６記載のトリポード型等速自在継手。
9. 【請求項９】 スリーブの何れか一端にフランジ部を設
   けた請求項１乃至５何れか記載のトリポード型等速自在
   継手。
10. 【請求項１０】 スリーブが有底カップ状である請求項
    １乃至５何れか記載のトリポード型等速自在継手。