JP2000320563A

JP2000320563A - 等速自在継手

Info

Publication number: JP2000320563A
Application number: JP11315929A
Authority: JP
Inventors: Hisaaki Kura; 久昭藏; Tatsuro Sugiyama; 達朗杉山; Kenji Terada; 健二寺田; Masayuki Kuroda; 正幸黒田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2000-11-24
Anticipated expiration: 2019-11-05
Also published as: AU2826300A; DE60001440T2; KR100605393B1; AU742472B2; EP1108910B1; JP3599618B2; WO2000053944A1; CN1109202C; KR20010043326A; US6475092B1; EP1108910A4; BR0005230A; EP1108910A1; CN1296554A; BR0005230B1; DE60001440D1; TW444107B

Abstract

(57)【要約】【課題】等速自在継手の誘起スラストやスライド抵抗
をより一層低減させる。【解決手段】円周方向に向き合って配置されたローラ
案内面14を有する３つのトラック溝12が形成された外側
継手部材10と、半径方向に突出した３つの脚軸22を備え
たトリポード部材20と、トラック溝12に挿入されたロー
ラ34と、脚軸22に外嵌してローラ34を回転自在に支持す
るリング32とを備え、ローラ34がローラ案内面14に沿っ
て外側継手部材10の軸方向に移動可能な等速自在継手に
おいて、リング32の内周面を円弧状凸断面に形成すると
共に、脚軸22の外周面を、縦断面においてはストレート
形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交
する方向でリング32の内周面と接触するとともに継手の
軸線方向でリング32の内周面との間にすきまを形成する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は摺動式トリポード
型等速自在継手に関する。一般に、等速自在継手は駆動
側と従動側の２軸を連結して２軸間に角度があっても等
速で回転力を伝達することのできるユニバーサルジョイ
ントの一種であって、摺動式のものは、継手のプランジ
ングによって２軸間の相対的軸方向変位を可能にしたも
のであり、トリポード型は、半径方向に突出した３本の
脚軸を備えたトリポード部材を一方の軸に結合し、軸方
向に延びる３つのトラック溝を備えた中空円筒状の外側
継手部材を他方の軸に結合し、外側継手部材のトラック
溝内にトリポード部材の脚軸を収容してトルクの伝達を
行うようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】摺動式トリポード型等速自在継手の一例
を図１０を参照して説明すると、外側継手部材１の内周
面の軸方向に３本の円筒形トラック溝２を形成し、外側
継手部材１内に挿入したトリポード部材４の半径方向に
突設した３本の脚軸５の円筒状の外周面に複数の針状こ
ろ６を介して回転可能に外嵌した円環状のローラ７をト
ラック溝２に挿入して構成される。各トラック溝２の円
周方向で対向する一対のローラ案内面３は軸方向に平行
な凹曲面であり、３本の脚軸５の各ローラ７の外周面は
ローラ案内面３に適合する凸曲面である。各ローラ７
は、対応するトラック溝２のローラ案内面３に係合して
脚軸５を中心に回転しながらトラック溝２に沿って移動
可能である。

【０００３】図１０（Ｂ）に示すように、継手が作動角
θをとった状態で回転力を伝達するとき、ローラ７とロ
ーラ案内面３とは図１０（Ｃ）に示すように互いに斜交
する関係となる。この場合、ローラ７は図１０（Ｂ）に
矢印ｔで示す方向に転がり移動しようとするのに対し
て、トラック溝２は外側継手部材の軸線と平行な円筒面
の一部であるため、ローラ７はトラック溝２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３
とローラ７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、車両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。

【０００４】かかるスライド抵抗と誘起スラストの低減
を企図した摺動式トリポード型等速自在継手として、た
とえば図１１に示す構造のものが知られている。すなわ
ち、図示するように、トリポード部材４の脚軸５の外周
面を真球面にして、この真球面に円筒状のリング８の円
筒形内周面が摺動可能に外嵌している。リング８とロー
ラ７とは転動体を介して相対回転自在のローラアセンブ
リを構成する。針状ころ６は、リング８の円筒形外周面
とローラ７の円筒形内周面との間にいわゆる総ころ状態
で配置され、円環状のワッシャ９で抜け止めがなされ
る。ローラ７は外側継手部材１のトラック溝２内に収容
され、トラック溝２のローラ案内面３上を転動しながら
外側継手部材１の軸方向に移動可能である。

【０００５】脚軸５の外周面は脚軸５の軸線上に曲率中
心を持つ真球面で、この曲率中心の回りをローラアセン
ブリ（７，８）が首振り揺動する。ローラアセンブリが
首振り揺動自在であるため、外側継手部材１とトリポー
ド部材４が作動角をとった状態で回転力伝達を行うと
き、ローラ７は外側継手部材１の軸線と平行な姿勢を保
つように外側継手部材１のローラ案内面３によって案内
され、そのままの姿勢でローラ案内面３上を正しく転動
する。したがって、作動角運転時における滑り抵抗が低
減し、スライド抵抗と誘起スラストの発生が抑制される
というものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】自動車のエンジンから
車輪に回転力を等速で伝達するために摺動式トリポード
型等速自在継手を使用することが知られている。摺動式
トリポード型等速自在継手は、トリポード部材の脚軸に
球面ローラを取り付けてあり、脚軸外周面と球面ローラ
内周面間に転動体として針状ころが保持器なしの総ころ
タイプで用いられる。そして、角度をとった状態でトル
クを伝達するとき、内部部品間の相互摩擦によって、回
転中には誘起スラストが、また、停止状態でも強制的に
軸方向に伸縮させるとスライド抵抗がそれぞれ発生す
る。これら誘起スラストやスライド抵抗が関与する自動
車の代表的なＮＶＨ現象として、前者との関連では走行
中の車体の横振れ、後者との関連ではＡＴ車における停
止時Ｄレンジのアイドリング振動現象がある。

【０００７】自動車のＮＶＨ問題は、継手の誘起スラス
トやスライド抵抗の大きさを小さくすることが解決のポ
イントである。一般に、継手の誘起スラストやスライド
抵抗は作動角の大きさに依存する傾向がある。このた
め、自動車のドライブシャフトに適用する場合、作動角
を大きくできないという設計上の制約につながる。した
がって、自動車の足回り設計の自由度を高めるには、誘
起スラストやスライド抵抗の低位安定化が課題であっ
た。

【０００８】そこで、本発明の目的は、これら誘起スラ
ストやスライド抵抗の一層の低減および安定化を図るこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、円周
方向に向き合って配置されたローラ案内面を有する３つ
のトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に
突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記ト
ラック溝に挿入されたローラと、前記脚軸に外嵌して前
記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、前記ロ
ーラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向
に移動可能な等速自在継手において、前記リングの内周
面を円弧状凸断面に形成すると共に、前記脚軸の外周面
を、縦断面においてはストレート形状とし、かつ、横断
面においては、継手の軸線と直交する方向で前記リング
の内周面と接触するとともに継手の軸線方向で前記リン
グの内周面との間にすきまを形成するようにしたことを
特徴とする等速自在継手である。

【００１０】脚軸の横断面形状について、継手の軸線と
直交する方向で前記リングの内周面と接触するとともに
継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまを
形成するような形状とは、言い換えれば、トリポード部
材の軸方向で互いに向き合った面部分が相互方向に、つ
まり、仮想円筒面よりも小径側に退避している形状を意
味する。その一つの具体例として楕円形が挙げられる
（請求項２）。

【００１１】従来円形であった脚軸の断面形状を上記の
形状としたことにより、継手が作動角をとったとき、ロ
ーラアセンブリの姿勢を変えることなく、脚軸が外側継
手部材に対して傾くことができる。しかも、図１（Ｃ）
および図１１（Ｃ）を対比すれば明らかなように、脚軸
の外周面とリングとの接触楕円が横長から点に近づくた
めローラアセンブリを傾けようとする摩擦モーメントが
低減する。したがって、ローラアセンブリの姿勢が常に
安定し、ローラがローラ案内面と平行に保持されるため
円滑に転動することができる。これにより、スライド抵
抗の低減ひいては誘起スラストの低減に寄与する。さら
に、脚軸の根元部の断面係数が増加することによる脚軸
の曲げ強度が向上するという利点もある。

【００１２】なお、ローラアセンブリは脚軸と外側継手
部材との間に介在してトルクを伝達する役割を果たすも
のであるが、この種の等速自在継手におけるトルクの伝
達方向は常に継手の軸線に直交する方向であるため、当
該トルクの伝達方向において脚軸とリングとが接してい
ることでトルクの伝達は可能であり、継手の軸線方向に
おいて両者間にすきまがあってもトルク伝達に支障を来
すことはない。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１に記載の等速
自在継手において、前記脚軸の横断面を長軸が継手の軸
線に直交する略楕円形としたことを特徴とする。略楕円
形とは、字義どおりの楕円に限らず、一般に卵形、小判
形等と称される形状を含むものとする。より具体的に
は、請求項３乃至９に記載するような脚軸の横断面形状
を採用することにより、リングとの接触面圧が緩和さ
れ、脚軸の強度低下も避けられる。しかも、リングを傾
かせることなく脚軸が傾くことができるため、ローラが
傾くことなく円滑にローラ案内面を転動することができ
る。したがって、ローラの傾きを規制する目的で外側継
手部材のトラック溝に設けることのある鍔を省略するこ
とができる。鍔を省略することにより、外側継手部材の
軽量化、加工の簡素化が図れるばかりでなく、ローラと
鍔との滑り接触を原因とするスライド抵抗が皆無となる
結果、スライド抵抗の一層の減少と誘起スラストの低減
が達成される。

【００１４】請求項１０の発明は、請求項１乃至９のい
ずれかに記載の等速自在継手において、継手の円周方向
において、脚軸の外周面とリングの内周面との間に、脚
軸の略楕円形横断面の長軸半径をａとしたとき０．００
１ａ以上のすきまを形成したことを特徴とする。これに
より、トリポード型等速自在継手特有のトラニオン中心
振れ回りに起因する脚軸の傾きを吸収できるため、継手
横断面内でのローラアセンブリを傾かせる要因が解消
し、自動車のＮＶＨ性能の向上に寄与する。

【００１５】請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の
いずれかに記載の等速自在継手において、前記リングの
内周面の母線が、中央部の円弧部と両端部の逃げ部とで
構成されていることを特徴とする円弧部の曲率半径は、
２〜３°程度の脚軸の傾きを許容できる大きさとするの
が好ましい。

【００１６】請求項１２の発明は、請求項１乃至１１の
いずれかに記載の等速自在継手において、リングとロー
ラの間に複数の転動体を配置してリングとローラを相対
回転自在としたことを特徴とする。転動体としては、た
とえば針状ころ（請求項１２）などの円筒形ローラのほ
か、ボールを使用することも可能である。また、脚軸と
リング内周面との当たり部が常にリングの幅方向の中央
にあるので、転動体が安定して転動する。

【００１７】請求項１４の発明は、請求項１乃至１３の
いずれかに記載の等速自在継手において、前記ローラの
外周面が球状に形成され、外側継手部材のローラ案内面
とアンギュラコンタクトすることを特徴とする。ローラ
とローラ案内面とがアンギュラコンタクトをなすことに
より、ローラが振れにくくなってその姿勢が一層安定す
るため、ローラが外側継手部材の軸方向に移動する際に
ローラ案内面上をより少ない抵抗で円滑に転動する。か
かるアンギュラコンタクトを実現するための具体的な構
成を例示するならば、ローラ案内面の断面形状をテーパ
形状またはゴシックアーチ形状とすることが挙げられ
る。

【００１８】請求項１５の発明は、請求項１乃至１４の
いずれかに記載の等速自在継手において、脚軸の外周面
のうちリング内周面との接触領域を含む所定の範囲のみ
研削加工されていることを特徴とする。当該所定の範囲
は加工誤差等を勘案して接触領域より幾分広めに設定す
るのが好ましい。そして、当該所定の範囲以外の部分は
研削を施すことなく鍛造仕上げのまま残してもよく、こ
れにより加工時間の短縮、コストダウンが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】まず、図１および図２に示す実施
の形態を説明する。ここで、図１（Ａ）は継手の横断面
を示し、図１（Ｂ）は脚軸に垂直な断面を示し、図２は
作動角θをとった状態の継手の縦断面を示す。図１に示
すように、等速自在継手は外側継手部材１０とトリポー
ド部材２０とからなり、連結すべき２軸の一方が外側継
手部材１０と接続され、他方がトリポード部材２０と接
続される。

【００２０】外側継手部材１０は内周面に軸方向に延び
る３本のトラック溝１２を有する。各トラック溝１２の
円周方向で向かい合った側壁にローラ案内面１４が形成
されている。トリポード部材２０は半径方向に突設した
３本の脚軸２２を有し、各脚軸２２にはローラ３４が取
り付けてあり、このローラ３４が外側継手部材１０のト
ラック溝１２内に収容される。ローラ３４の外周面はロ
ーラ案内面１４に適合する凸曲面である。

【００２１】ローラ３４の外周面は脚軸２２の軸線から
半径方向に離れた位置に曲率中心を有する円弧を母線と
する凸曲面であり、ローラ案内面１４の断面形状はゴシ
ックアーチ形状であって、これにより、ローラ３４とロ
ーラ案内面１４とがアンギュラコンタクトをなす。図１
（Ａ）に、２つの当たり位置の作用線を一点鎖線で示し
てある。球面状のローラ外周面に対してローラ案内面１
４の断面形状をテーパ形状としても両者のアンギュラコ
ンタクトが実現する。このようにローラ３４とローラ案
内面１４とがアンギュラコンタクトをなす構成を採用す
ることによって、ローラが振れにくくなるため姿勢が安
定する。なお、アンギュラコンタクトを採用しない場合
には、たとえば、ローラ案内面１４を軸線が外側継手部
材１０の軸線と平行な円筒面の一部で構成し、その断面
形状をローラ３４の外周面の母線に対応する円弧とする
こともできる。

【００２２】脚軸２２の外周面にリング３２が外嵌して
いる。このリング３２とローラ３４とは複数の針状ころ
３６を介してユニット化され、相対回転可能なローラア
センブリを構成している。すなわち、リング３２の円筒
形外周面を内側軌道面とし、ローラ３４の円筒形内周面
を外側軌道面として、これらの内外軌道面間に針状ころ
３６が転動自在に介在する。図１（Ｂ）に示されるよう
に、針状ころ３６は、できるだけ多くのころを入れた、
保持器のない、いわゆる総ころ状態で組み込まれてい
る。符号３３，３５で指してあるのは、針状ころ３６の
抜け落ち止めのためにローラ３４の内周面に形成した環
状溝に装着した一対のワッシャである。これらのワッシ
ャ３３，３５は円周方向の一個所に切れ目を有し（図６
（Ｂ）参照）、弾性的に縮径させた状態でローラ３４の
内周面の環状溝に装着するようになっている。

【００２３】脚軸２２の外周面は、縦断面（図１（Ａ）
または図２（Ａ））で見ると脚軸２２の軸線と平行なス
トレート形状であり、横断面（図１（Ｂ））で見ると、
長軸が継手の軸線に直交する楕円形状である。脚軸の断
面形状は、トリポード部材２０の軸方向で見た肉厚を減
少させて略楕円状としてある。言い換えれば、脚軸の断
面形状は、トリポード部材の軸方向で互いに向き合った
面が相互方向に、つまり、仮想円筒面よりも小径側に退
避している。

【００２４】リング３２の内周面は円弧状凸断面を有す
る。すなわち、内周面の母線が半径ｒの凸円弧である
（図１（Ｃ））。このことと、脚軸２２の横断面形状が
上述のように略楕円形状であり、脚軸２２とリング３２
との間には所定のすきまが設けてあることから、リング
３２は脚軸２２の軸方向での移動が可能であるばかりで
なく、脚軸２２に対して首振り揺動自在である。また、
上述のとおりリング３２とローラ３４は針状ころ３６を
介して相対回転自在にユニット化されているため、脚軸
２２に対し、リング３２とローラ３４がユニットとして
首振り揺動可能な関係にある。ここで、首振りとは、脚
軸２２の軸線を含む平面内で、脚軸２２の軸線に対して
リング３２およびローラ３４の軸線が傾くことをいう
（図２（Ａ）参照）。

【００２５】図１１に示した従来の継手の場合、脚軸５
の外周面が全周にわたってリング８の内周面と接するた
め、接触楕円が図１１（Ｃ）に破線で示すように円周方
向に延びた横長形状を呈する。そのため、外側継手部材
１に対して脚軸５が傾くとき、脚軸５の動きに伴ってリ
ング８を、延いてはローラ７を傾かせるように作用する
摩擦モーメントが発生する。これに対し、図１に示した
実施の形態では、脚軸２２の横断面が略楕円状で、リン
グ３２の内周面の横断面が円筒形であることから、図１
（Ｃ）に破線で示すように、両者の接触楕円は点に近い
ものとなり、同時に面積も小さくなる。したがって、ロ
ーラアセンブリ（３２，３４）を傾かせようとする力が
従来のものに比べると非常に低減し、ローラ３４の姿勢
の安定性が一層向上する。また、図１１の従来の継手の
場合、作動角０の状態では図１１（Ａ）に示されるよう
に脚軸５とリング８との当たり部がリング８の幅方向中
央部にあるが、継手が作動角をとった状態でトルクを伝
達するときは脚軸４が図１１（Ａ）の紙面の手前側およ
び紙背側に揺動するため、脚軸５とリング８との当たり
部がリング８の幅方向中央部よりも下方にずれることと
なる。その結果、針状ころ６の挙動が不安定となり安定
した転動が行なわれない場合がある。これに対して図１
の実施の形態では、脚軸２２とリング３２の内周面との
当たり部が常にリング３２の幅方向中央にあるので、針
状ころ３６が安定して転動する。

【００２６】次に、図３および図４に示す実施の形態に
ついて説明する。なお、図３（Ａ）では一部の部品すな
わち、リング３２、ローラ３４、ワッシャ３３，３５を
断面にしたものであるが、引出し線や中心線との輻輳を
避けるため、断面を表わすハッチングを省略してある。
この実施の形態は、リング３２の内周面の母線が、上述
の実施の形態では単一の円弧で形成されているのに対し
て、中央の円弧部３２ａとその両側の逃げ部３２ｂとの
組合せで形成されている点でのみ相違する。逃げ部３２
ｂは、図３（Ｃ）のように作動角θをとったときの脚軸
２２との干渉を避けるための部分であり、円弧部３２ａ
の端からリング３２の端部に向かって徐々に拡径した直
線または曲線で構成する。ここでは、逃げ部３２ｂを円
錐角α＝５０°の円錐面の一部とした場合を例示してあ
る。円弧部３２ａは、リング３２に対する脚軸２２の２
〜３°程度の傾きを許容するため、たとえば３０ｍｍ程
度の大きな曲率半径ｒとする。

【００２７】トリポード型等速自在継手では、機構上、
外側継手部材１０が１回転するときトリポード部材２０
は外側継手部材１０の中心に対して３回振れ回る。この
とき符号ｅ（図２（Ａ））で表わされる偏心量は作動角
θに比例して増加する。そして、３本の脚軸２２は１２
０°ずつ離間しているが、作動角θをとると、図２
（Ｂ）に示すように、図の上側に表われている垂直な脚
軸２２を基本として考えると、他の２本の脚軸２２は、
一点鎖線で示す作動角０のときのそれらの軸線からわず
かに傾く。その傾きは作動角θがたとえば約２３°のと
き２〜３°程度となる。この傾きがリング３２の内周面
の円弧部３２ａの曲率によって無理なく許容されるた
め、脚軸２２とリング３２との接触部における面圧が過
度に高くなるのを防止することができる。なお、図２
（Ｂ）は、図２（Ａ）の左側面から見たトリポード部材
２０の３本の脚軸２２を模式的に図示したもので、実線
が脚軸を表わしている。さらに、かかるトリポード型等
速自在継手特有のトラニオン中心の振れ回りに起因する
脚軸２２の傾きを吸収し得るすきまを脚軸２２の長軸径
２ａとリング３２の内径との間に設ける。このすきまの
具体的数値については実施例の項で詳述する。

【００２８】上述の実施の形態では、図１（Ａ）および
図３（Ａ）に示されているように、ローラ３４の傾きを
規制する目的で、トラック溝１２の奥側つまり外側継手
部材１０の横断面で見て大径側に、ローラ３４の端面と
対向した鍔を形成してある。しかしながら、上の各実施
の形態、さらには以下に述べる実施例にあっては、ロー
ラ３４を傾かせる要因が除去されているため、必ずしも
トラック溝１２に鍔を設ける必要はなく、図５に示すよ
うに鍔を省略することができる。その結果、ローラ３４
が何らかの原因で一時的に振れたとしても鍔に接触して
滑り摩擦を発生させるといった心配が皆無となる。

【００２９】

【実施例】本発明の実施をするにあたっては、図６に示
すように、横断面が略楕円形状の脚軸２２と円形のリン
グ３２とが接触してトルクを伝達することから、面圧の
緩和を図る必要がある。以下、そのための具体的な実施
例について説明する。なお、図６（Ｂ）において、紙面
の上下方向が負荷側であり、紙面の左右方向が非負荷側
となる。

【００３０】継手が作動角θをとった状態でトルクを伝
達するとき、図６に破線で示すように、脚軸２２はリン
グ３２に対して作動角θの範囲内で往復揺動する。この
とき、非負荷側については、脚軸２２とリング３２の間
に比較的大きなすきまが存在するため、脚軸２２がリン
グ３２と干渉することなく揺動することができる。しか
しながら、負荷側については、作動角θが大きくなって
脚軸２２の傾きが大きくなるにつれて図６（Ｂ）に破線
で示されているように脚軸２２の見かけの曲率が大きく
なり、リング３２の内径よりも大きな曲率になると脚軸
２２とリング３２とが２点当たりとなるに至る。する
と、それ以後は脚軸２２のみが自由に傾くことはでき
ず、リング３２を、延いてはローラアセンブリ（３２，
３４）を傾かせることとなる。したがって、所定の角度
範囲内では、脚軸２２のみがリング３２と干渉すること
なく傾くことができるように、脚軸２２の横断面形状、
とりわけ負荷側の形状を決定する。

【００３１】具体的には、最大作動角θｍａｘを２５°
としたとき、図７に示すように、脚軸２２の横断面の略
楕円形状の長軸半径ａと短軸半径ｂならびにリング内周
面の曲率半径ｒ（図１（ｃ）および図４参照）を次のよ
うに設定すると、継手が最大作動角をとってもリング３
２が傾かないようにするとともに、脚軸２２とリング３
２との間の面圧を最小にすることができる。ｒ＝１．３６９ａｂ／ａ＝０．７５９リング内周面の曲率半径ｒの推奨範囲を０．５ｒ〜１．
５ｒすなわち０．６８４ａ〜２．０５３ａとするなら
ば、そのときの楕円度ｂ／ａは０．８３６〜０．６４７
となる。

【００３２】上述の設定では、しかしながら、形状的に
は可能であるが自動車用実使用になると脚軸２２／リン
グ３２間の面圧が高すぎる懸念がある。そのため、自動
車用途における常用作動角域で低振動を求められるので
あれば、ローラアセンブリ（３２，３４）が傾かない程
度まで作動角を下げれば面圧も下がり、実使用可能とな
る。たとえば、常用作動角θを１０°を超え２０°未満
の範囲とするならば、リング内周面の曲率半径ｒおよび
楕円度ｂ／ａの最適値および推奨範囲は表１に示すとお
りとなる。

【００３３】

【表１】既述のとおり、脚軸２２の略楕円形状横断面の楕円度ｂ
／ａが小さいほど、より大きな作動角をとってもローラ
アセンブリ（３２，３４）を傾かせることなく脚軸２２
が傾くことができるが、その反面接触部の面圧が上が
り、脚軸２２の強度も下がる。そこで、図８に示す実施
例は、脚軸２２の横断面形状を、リング３２と接触する
領域すなわち接触領域βについてだけ楕円度ｂ１／ａ１
を大きくし、他の非接触領域については最大作動角で干
渉しない程度の楕円度ｂ２／ａ２とした複合楕円形状と
したものである。たとえば、常用作動角θｍａｘを１５
°とし、リング３２の内周面の曲率半径ｒを２．８９８
ａとした場合、接触領域の楕円度ｂ１／ａ１を０．８５
９とし、非接触領域の楕円度ｂ２／ａ２を０．６３５と
する。なお、図８では図の下側にのみ接触領域βの表示
をしてあるが、脚軸２２の横断面は対称形であるため図
の上側にも接触領域が存在することは言うまでもない。

【００３４】また、図９に示す実施例は、上記接触領域
βを単一楕円で構成するのではなく楕円度（ｂ／ａ）を
連続的に変化させたものである。たとえば、上記と同様
に常用作動角θｍａｘを１５°とし、リング３２の内周
面の曲率半径ｒを２．８９８ａとした場合、接触領域で
は、長軸と交わる位置の楕円度を１．０とし、その位置
から離れるにつれて楕円度を徐々に下げていき、非接触
領域では楕円度を０．６３５とする。あるいは、接触領
域、非接触領域に関係なく長軸側から短軸側に楕円度を
１．０から０．６３５まで徐々に下げた形状としてもよ
い。図９は、接触領域の長軸と交わる位置では楕円度を
１．０とし、その位置から離れるに従って、たとえば図
示するように所定の角度ごとに、曲率半径を漸減させる
場合を例示している。

【００３５】上述のように脚軸２２の横断面形状が略楕
円形状であるため、精度が要求される負荷側接触領域
（β）だけ研削を施す範囲とし、それ以外の非接触領域
については正規の楕円（図９に二点鎖線で示す）より内
径側に避退した形状に加工しておき、研削逃がしとする
こともできる。なお、この研削逃がし部分は必ずしも切
削その他の加工を積極的に施すことによって形成する必
要はなく、脚軸の鍛造の際に当該形状に形成して鍛造仕
上げのままとしてもよく、これにより加工時間短縮、コ
ストダウンにもなる。

【００３６】トリポード型等速自在継手特有のトラニオ
ン中心の振れ回りに起因する脚軸２２の傾きを吸収する
ため、脚軸２２の長軸径２ａとリング３２の内径との間
に設けるすきまの値を例示するならば表２のとおりであ
る。

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】本発明は、円周方向に向き合って配置さ
れたローラ案内面を有する３つのトラック溝が形成され
た外側継手部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備
えたトリポード部材と、前記トラック溝に挿入されたロ
ーラと、前記脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支
持するリングとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面
に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継
手において、前記リングの内周面を円弧状凸断面に形成
すると共に、前記脚軸の外周面を、縦断面においてはス
トレート形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸
線と直交する方向で前記リングの内周面と接触するとと
もに継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすき
まを形成するようにしたものであるため、継手が作動角
をとったとき、ローラアセンブリの姿勢を変えることな
く、脚軸が外側継手部材に対して傾くことができる。し
かも、脚軸の外周面とリングとの接触楕円が横長から点
に近づくため、ローラアセンブリを傾けようとする摩擦
モーメントが低減する。さらに、脚軸とリング内周面と
の当たり部が常にリングの幅方向中央にあるので、リン
グとローラの間に針状ころのような転動体を介在させた
場合でもこの転動体が安定して転動する。したがって、
ローラアセンブリの姿勢が常に安定し、ローラがローラ
案内面と平行に保持されるため円滑に転動することがで
きる。これにより、スライド抵抗の低減ひいては誘起ス
ラストの低減に寄与する。さらに、脚軸の根元部の断面
係数が増加することによる脚軸の曲げ強度が向上すると
いう利点もある。

【００３９】本発明の等速自在継手は、特に自動車のド
ライブシャフト用に適用すればスライド抵抗や誘起スラ
ストの大きさが関与する自動車のＮＶＨ性能の改善に寄
与し得、車両足回り設計の自由度も高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態を示す等速自在継
手の横断面図、（Ｂ）は脚軸とローラアセンブリの脚軸
に垂直な断面図、（Ｃ）はリングの断面図である。

【図２】（Ａ）は図１の等速自在継手の縦断面図であっ
て作動角をとった状態を示し、（Ｂ）は（Ａ）における
トリポード部材の模式的側面図である。

【図３】（Ａ）は一部を断面にした等速自在継手の端面
図であって本発明の別の実施の形態を示し、（Ｂ）は脚
軸とローラアセンブリの脚軸に垂直な断面図、（Ｃ）は
等速自在継手の縦断面図であって作動角をとった状態を
示す。

【図４】図３におけるリングの拡大断面図である。

【図５】一部を断面にした等速自在継手の端面図であっ
て外側継手部材の別の実施の形態を示す。

【図６】（Ａ）は等速自在継手の縦断面図、（Ｂ）は脚
軸とローラアセンブリの平面図である。

【図７】脚軸の横断面図である。

【図８】脚軸の横断面図である。

【図９】脚軸の横断面図である。

【図１０】（Ａ）は従来の等速自在継手の横断面図、
（Ｂ）は（Ａ）の等速自在継手の縦断面図、（Ｃ）は
（Ｂ）におけるローラとローラ案内面とローラとの相互
関係を示す模式的斜視図である。

【図１１】（Ａ）は他の従来のトリポード型等速自在継
手の横断面図、（Ｂ）は脚軸に垂直な断面図、（Ｃ）は
接触楕円を説明するためのリングの断面図である。

【符号の説明】

１０外側継手部材１２トラック溝１４ローラ案内面２０トリポード部材２２脚軸ａ長軸半径ｂ短軸半径３２リング３２ａ円弧部ｒ曲率半径３２ｂ逃げ部３４ローラ３６針状ころ

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者黒田正幸大阪府大阪市西区京町堀１丁目３番17号エヌティエヌ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円周方向に向き合って配置されたローラ
案内面を有する３つのトラック溝が形成された外側継手
部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポ
ード部材と、前記トラック溝に挿入されたローラと、前
記脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリン
グとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外
側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継手におい
て、前記リングの内周面を円弧状凸断面に形成すると共
に、前記脚軸の外周面を、縦断面においてはストレート
形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交
する方向で前記リングの内周面と接触するとともに継手
の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまを形成
するようにしたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】前記脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に
直交する略楕円形としたことを特徴とする請求項１に記
載の等速自在継手。
【請求項３】前記脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に
直交する楕円形とし、長軸半径をａ、短軸半径をｂとし
たとき、ｂ／ａを０．５０〜０．９５としたことを特徴
とする請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】前記リングの内周面の母線の中央部を凸
円弧とし、その曲率半径を０．６ａ〜７．０ａとしたこ
とを特徴とする請求項３に記載の等速自在継手。
【請求項５】前記脚軸の横断面形状を、リング内周面
との接触領域とそれ以外の非接触領域とに分け、長軸半
径をａ、短軸半径をｂとしたとき、接触領域における楕
円度（ｂ／ａ）を非接触領域における楕円度（ｂ／ａ）
よりも大きくしたことを特徴とする請求項２に記載の等
速自在継手。
【請求項６】前記接触領域の楕円度（ｂ／ａ）を０．
８〜０．９とし、非接触領域の楕円度（ｂ／ａ）を０．
６〜０．７としたことを特徴とする請求項５に記載の等
速自在継手。
【請求項７】リング内周面の凸円弧の曲率半径ｃを
２．８ａ〜２．９ａとしたことを特徴とする請求項６に
記載の等速自在継手。
【請求項８】前記脚軸の略楕円形状横断面において、
長軸半径をａ、短軸半径をｂとしたとき、長軸と交わる
位置の楕円度（ｂ／ａ）を１．０とするとともに前記位
置から離れるほど徐々に楕円度（ｂ／ａ）を小さくして
リング内周面との接触領域の最外側位置で０．６〜０．
７とし、前記接触領域以外では楕円度（ｂ／ａ）を０．
６〜０．７としたことを特徴とする請求項２に記載の等
速自在継手。
【請求項９】前記脚軸の略楕円形状横断面において、
長軸半径をａ、短軸半径をｂとしたとき、長軸と交わる
位置の楕円度（ｂ／ａ）を１．０とするとともに前記位
置から離れるほど徐々に楕円度（ｂ／ａ）を小さくし、
短軸と交わる位置の楕円度（ｂ／ａ）を０．６〜０．７
としたことを特徴とする請求項２に記載の等速自在継
手。
【請求項１０】継手の円周方向において、脚軸の外周
面とリングの内周面との間に、脚軸の略楕円形横断面の
長軸半径をａとしたとき０．００１ａ以上のすきまを形
成したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記
載の等速自在継手。
【請求項１１】前記リングの内周面の母線が、中央部
の円弧部と両端部の逃げ部とで構成されていることを特
徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の等速自在
継手。
【請求項１２】リングとローラの間に複数の転動体を
配置してリングとローラを相対回転自在としたことを特
徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の等速自在
継手。
【請求項１３】前記転動体が針状ころであることを特
徴とする請求項１２に記載の等速自在継手。
【請求項１４】前記ローラの外周面が球状に形成さ
れ、外側継手部材のローラ案内面とアンギュラコンタク
トすることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに
記載の等速自在継手。
【請求項１５】前記脚軸の外周面のうちリング内周面
と接触する領域のみ研削加工されていることを特徴とす
る請求項１乃至１４のいずれかに記載の等速自在継手。