JP2000346088A - トリポード型等速自在継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外方継手部材とトリポード部材の相互で回転
トルクを伝達するローラのスライド抵抗が小さく、振
動、騒音の発生の少ないトリポード型等速自在継手を提
供することである。 【解決手段】 外方継手部材１の内周に軸方向に延びる
３本のトラックの溝３を形成し、トリポード部材１０の
外周に３本の脚軸１２を設ける。脚軸１２上に設けられ
たローラ１４をトラック溝３内に挿入する。ローラ１４
の内周および脚軸１２に嵌合された軌道輪１３の外周に
断面が円弧状の軌道溝１４ａ、１３ａを形成し、その軌
道溝１３ａ、１４ａ間に組込まれたボール１５でローラ
１４を回転自在に支持して、ローラ１４の移動時におけ
るスライド抵抗の低減化を図り、振動、騒音の発生を抑
制する。

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、自動車のドライ
ブシャフトの回転を駆動車輪に伝達する場合に使用され
る摺動式の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】一般に、エンジンの回転を駆動車輪に伝
達する動力伝達系には、固定式の等速自在継手と摺動式
の等速自在継手が組込まれる。

【０００３】摺動式等速自在継手として、図８に示した
ものが従来から知られている。この等速自在継手はトリ
ポード型等速自在継手であって、外方継手部材２０の内
周に３本のトラック溝２１を１２０°の間隔をおいて形
成し、その外方継手部材２０の内側に挿入したトリポー
ド部材２２の外周に半径方向に延びる３本の脚軸２３を
設け、各脚軸２３を中心にして回転自在に支持されたロ
ーラ２４を前記トラック溝２１内にスライド自在に挿入
して、外方継手部材２０とトリポード部材２２の相互に
おいて回転トルクを伝えるようにしている。

【０００４】ここで、トラック溝２１の両側に設けられ
たローラ案内面２１ａは外方継手部材２０の軸心と直交
する平面で切断した際の断面形状を円弧状とする円筒面
とされ、一方、ローラ２４の外周は球面２４ａとされて
いる。

【０００５】また、ローラ２４は、その内側に組込まれ
た針状ころ２５によって回転自在に、かつ脚軸２３の軸
方向に移動自在に支持され、前記脚軸２３の先端部に取
付けた止め輪２６およびスラストワッシャ２７によって
抜け止めされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
等速自在継手においては、外方継手部材２０とトリポー
ド部材２２とが作動角をとって回転トルクを伝達すると
き、ローラ案内面２１ａとローラ２４とは斜交する関係
となる。このとき、ローラ２４は同図の矢印で示す方向
に回転しようとするのに対し、ローラ２４の転がり移動
を案内するトラック溝２１の両側のローラ案内面２１ａ
は円筒面であって外方継手部材２０の軸心と平行してい
るため、ローラ２４はトラック溝２１に拘束されながら
移動することになり、ローラ２４には比較的大きい前後
方向の傾きモーメントが作用する。このため、そのロー
ラ２４を支持する針状ころ２５は端部に負荷を受ける状
態でローラ２４との接触により回転することになる。し
たがって、針状ころ２５がスキューし易く、その針状こ
ろ２５のスキューによってローラ２４に円滑な回転が得
られず、ローラ２４とローラ案内面２１ａとの間ですべ
りが生じて発熱し、さらに、このすべりが軸方向のスラ
スト力を誘起し、車体に振動を与え、騒音を発生させる
という問題が生じる。

【０００７】ここで、図９に模式的に示すように、トラ
ック溝２１の両側のローラ案内面２１ａを平坦面とし、
ローラ２４として円筒ローラを用いることにすれば、ロ
ーラ２４を正しく転がり回転させることができるが、こ
の場合、ローラ２４の外周面とローラ案内面２１ａの干
渉によって外方継手部材２０とトリポード部材２２の相
互間で作動角をとることができなくなる。

【０００８】すなわち、外方継手部材２０とトリポード
部材２２とが作動角をとった場合を考えると、トリポー
ド部材２２の３本の脚軸２３の軸心の交点Ｏ’が外方継
手部材２０の軸心Ｏに対してずれｒが生じ、回転トルク
の伝達時には、そのずれｒを半径として軸心Ｏのまわり
を脚軸２３の軸心の交点Ｏ’が振れ回ろうとするため、
同図の上側の脚軸２３を基本として考えると、他の２本
の脚軸２３は作動角０度の場合に比較して、角度γだけ
傾きを生じる。そのため、脚軸２３に支持されたローラ
２４の外周面とローラ案内面２１ａとの間で鎖線イで示
すように干渉が生じ、外方継手部材２０とトリポード部
材２２の相互で作動角をとることができず、したがっ
て、ローラ２４の外周面とローラ案内面２１ａとの間に
干渉が生じるのを防止する機構が必要となる。

【０００９】この発明の課題は、外方継手部材とトリポ
ード部材の相互で回転トルクを伝達するローラの回転の
円滑化を図り、振動や騒音の発生を抑制することができ
るようにしたトリポード型等速自在継手を提供すること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、内周に軸方向の３本のトラ
ック溝が形成され、各トラック溝の両側がローラ案内面
とされた外側継手部材と、半径方向に延びる３本の脚軸
を有するトリポード部材と、各脚軸上に設けられたロー
ラと、各ローラ内に組込まれてローラを回転自在に支持
する転動体とから成り、前記ローラのそれぞれを前記外
側継手部材のトラック溝内に挿入して、外方継手部材と
トリポード部材の相互で回転トルクを伝えるようにした
トリポード型等速自在継手において、前記転動体をボー
ルとし、前記ローラの内周にはそのボールが転動する断
面円弧状の軌道面を設け、前記ボールが転動する断面円
弧状の軌道面を外周に有する軌道輪を前記脚軸に外嵌し
た構成を採用したのである。

【００１１】上記のように、ボールによってローラを回
転自在に支持することによって、針状ころでローラを支
持した場合のスキューの問題は無くなり、ローラを円滑
に回転させることができる。

【００１２】このため、外方継手部材とトリポード部材
が作動角をとって回転トルクを伝達するトルク伝達時に
おいて、ローラ案内面に沿って移動するローラのスライ
ド抵抗が小さく、振動、騒音の発生を抑制することがで
きる。

【００１３】ここで、ローラとローラ案内面との接触を
ローラ幅方向の略中央で接触する点接触とし、あるい
は、ローラの幅方向両端部の２点で接触するアンギュラ
コンタクトとすると、ローラ案内面とローラとを線接触
させた場合に比較して、外方継手部材とトリポード部材
とが作動角をとる回転トルクの伝達時、ローラ案内面と
ローラの接触部における抵抗が小さく、ローラに付与さ
れる前後方向の傾きモーメントを小さくすることができ
る。

【００１４】このため、ローラはトラック溝内でスムー
ズに姿勢を変換し、トラック溝に沿ってローラをスムー
ズに移動させることができる。

【００１５】ローラとローラ案内面とを点接触させる方
法として、ローラの外周を球面とし、ローラ案内面をそ
の球面の半径より大きい曲率半径の円筒面とする方法、
あるいは、ローラ案内面を平坦面とし、ローラの外周を
球面とする方法を採用することができる。

【００１６】また、ローラとローラ案内面を２点で接触
させる方法として、ローラ案内面を相反する方向に傾斜
する２つの傾斜面で形成されたゴシックアーチ形とし、
ローラの外周を球面とする方法を採用することができ
る。

【００１７】なお、ローラ案内面を平坦面とし、ローラ
の外周を球面とすると、外方軌道部材とトリポード部材
とが作動角をとって回転トルクを伝達するトルク伝達
時、ローラがローラ案内面と干渉するのを防止すること
ができる。

【００１８】ここで、ローラ案内面を平坦面とし、ロー
ラの外周面を円筒面としてもよい。この場合は、軌道輪
の内側に、その軌道輪の軸心を含む平面で切断した断面
の形状が凸円弧状の曲面として、脚軸と軌道輪の相対的
な傾きを可能とし、外方軌道部材とトリポード部材とが
作動角をとって回転トルクを伝えるトルク伝達時に、ロ
ーラ案内面とローラとが干渉するのを防止する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１乃至図７に基づいて説明する。図１および図２に示す
ように、外方継手部材１は閉塞端に軸部２を有し、内周
には３本のトラック溝３が１２０°の間隔をおいて形成
され、各トラック溝３の両側はローラ案内面４とされて
いる。

【００２０】外方継手部材１の内側にはトリポード部材
１０が挿入されている。トリポード部材１０には、セレ
ーション１０ａの嵌合によってトルク伝達軸１１が接続
されている。

【００２１】トリポード部材１０は半径方向に突出する
３本の脚軸１２を外周に有し、各脚軸１２に軌道輪１３
がスライド自在に嵌合されている。軌道輪１３の外側に
はローラ１４が設けられ、そのローラ１４の内周面に形
成された断面円弧状の軌道溝１４ａと軌道輪１３の外周
に設けられた軌道面１３ａ間にボール１５が組込まれ、
このボール１５によってローラ１４が回転自在に支持さ
れている。

【００２２】ローラ１４は外方継手部材１のトラック溝
３内にスライド自在に挿入されている。図３に示すよう
に、ローラ１４の外周は球面１４ｂとされ、一方、トラ
ック溝３の両側のローラ案内面４は、外方継手部材１の
軸心に直交する平面で切断した断面の形状が円弧状の円
筒面とされている。この円筒面から成るローラ案内面４
の曲率半径はローラ１４の球面１４ｂの半径より大き
く、外方継手部材１とトリポード部材１０の相互で回転
トルクを伝達するとき、ローラ１４の球面１４ｂが円筒
面から成るローラ案内面４と点接触するようになってい
る。

【００２３】実施の形態で示す等速自在継手は上記の構
造から成り、外方継手部材１とトリポード部材１０間の
作動角が０度の場合、両部材１、１０間の回転トルクの
伝達はローラ案内面４とこれに係合するローラ１４の係
合部において行われる。この場合、外方継手部材１とト
リポード部材１０の相対運動に伴うプランジングが生じ
ると、トラック溝３のローラ案内面４に沿ってローラ１
４が転動する。

【００２４】外方継手部材１とトリポード部材１０とが
図２に示すように、作動角θをとる回転トルクの伝達
時、脚軸１２はトルク伝達軸１１の軸心まわりを回転
し、トラック溝３に対して作動角θの２倍の角度振れを
生じる。

【００２５】このとき、ローラ１４は脚軸１２の軸心を
中心として回転自在の支持であるため、ローラ１４はロ
ーラ案内面４に対して傾き角を変化させつつそのローラ
案内面４に沿って円弧状に往復動する。

【００２６】この場合、ローラ１４とローラ案内面４と
の接触は点接触であるため、接触部における抵抗が小さ
く、ローラ１４に付与される前後方向の傾きモーメント
も小さい。このため、ローラ１４はトラック溝３内にお
いてスムーズに姿勢を変換すると共に、ボール１５と軌
道面１４ａとの接触部における抵抗も小さいので、ロー
ラ１４は円滑に回転し、ローラ１４の移動時におけるス
ライド抵抗が小さく、振動、騒音の発生を抑制すること
ができる。

【００２７】また、脚軸１２がトルク伝達軸１１の軸心
まわりを回転するとき、脚軸１２の軸心の交点は図９に
示した場合と同様に、外方継手部材１の軸心のまわりを
振れ回るため、脚軸１２は軌道輪１３に対して軸方向に
移動する。

【００２８】図３に示す実施の形態では、ローラ案内面
４を円筒面とし、その曲率半径をローラ１４の球面１４
ｂの半径より大きくして、ローラ１４とローラ案内面４
とを点接触させるようにしたが、図４に示すように、ロ
ーラ案内面４を相反する方向に傾斜する２つの傾斜面４
ａ、４ｂで形成し、各傾斜面４ａ、４ｂをローラ１４の
球面１４ｂに点接触させるようにしてもよい。この場合
も図３に示す場合と同様に、ローラ１４を円滑に回転さ
せることができると共に、ローラ１４の姿勢をスムーズ
に変換させることができる。

【００２９】図５に示すように、各脚軸１２の先端部に
止め輪１６を取付け、その止め輪１６によって軌道輪１
３を抜け止めすると、脚軸１２上に軌道輪１３、ボール
１５およびローラ１４から成るローラアセンブリを抜け
止め保持することができるため、外方継手部材１内にト
リポード部材１０を挿入する等速自在継手の組立ての容
易化を図ることができる。

【００３０】図６は、この発明に係る等速自在継手の他
の例を示す。図６（Ｉ）、（II）に示す例においては、
ローラ案内面４を平坦面とし、ローラ１４の外周を、そ
のローラ１４の軸心を含む平面で切断した断面の形状が
円弧状の曲面１４ｃとして、この曲面１４ｃとローラ案
内面４とを点接触させるようにしている。

【００３１】また、脚軸１２の先端部に止め輪１７を取
付け、その止め輪１７とトリポード部材１０の外周に形
成された肩１８とで軌道輪１３が脚軸１２の軸方向に移
動するのを防止している。

【００３２】上記実施例における等速自在継手において
も、ローラ案内面４が平坦面であって、そのローラ案内
面４とローラ１４との接触が点接触であるため、接触部
における抵抗が小さく、外方継手部材１とトリポード部
材１０とが作動角をとって回転トルクを伝達するトルク
伝達時に、ローラ案内面４に沿ってローラ１４を円滑に
転がり移動させることができ、スライド抵抗の低減化を
図ることができる。

【００３３】図７（Ｉ）、（II）に示す例においては、
ローラ案内面４を平坦面とし、ローラ１４の外周を円筒
面１４ｄとして、ローラ案内面４とローラ１４とを線接
触させるようにしている。また、軌道輪１３の内周を、
その軌道輪１３の軸心を含む平面で切断した断面の形状
が凸円弧状の曲面１３ｂとしている。

【００３４】また、脚軸１２の先端部に止め輪１６を取
付け、その止め輪１６とトリポード部材１０の肩部８間
に、脚軸１２と軌道輪１３の相対的な軸方向の移動を可
能とする間隔も設けている。

【００３５】上記のように形成すると、脚軸１２と軌道
輪１３は相対的に傾動可能であるため、外方継手部材１
とトリポード部材１０とが作動角をとって回転トルクを
伝達時に、脚軸１２は軌道輪１３に対して傾動し、その
傾動によってローラ１４がローラ案内面４に干渉するの
を防止することができる。

【００３６】このため、ローラ１４は平坦なローラ案内
面４に沿って円滑に転がり移動し、スライド抵抗の減少
を図ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、この発明においては、脚
軸に軌道輪を嵌合し、その軌道輪の外周に形成された軌
道面とローラの内周に形成された軌道面間にボールを組
込んでローラを回転自在に支持したことにより、外方継
手部材とトリポード部材が作動角をとって回転トルクを
伝達するトルク伝達時においてもローラを円滑に回転さ
せることができる。したがって、ローラの移動時におけ
るスライド抵抗が小さく、振動および騒音の発生を抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る等速自在継手の実施の形態を示
す一部切欠正面図

【図２】図１に示す等速自在継手が作動角をとったとき
の状態を示す縦断側面図

【図３】図１に示す等速自在継手のローラの支持部を拡
大して示す断面図

【図４】図１に示す等速自在継手のローラ支持部の他の
例を示す断面図

【図５】この発明に係る等速自在継手の他の例を示す一
部切欠正面図

【図６】（Ｉ）は、この発明に係る等速自在継手のさら
に他の例を示す縦断側面図、（II）はローラ支持部の拡
大断面図

【図７】（Ｉ）は、この発明に係る等速自在継手の他の
例を示す縦断側面図、（II）はローラ支持部の拡大断面
図

【図８】従来の等速自在継手を示す縦断側面図

【図９】等速自在継手を模式的に示す概略図

【符号の説明】

１ 外方継手部材 ３ トラック溝 ４ ローラ案内面 ４ａ、４ｂ 傾斜面 １０ トリポード部材 １２ 脚軸 １３ 軌道輪 １３ａ 軌道面 １３ｂ 曲面 １４ ローラ １４ａ 軌道面 １４ｂ 球面 １４ｃ 曲面 １４ｄ 円筒面 １５ ボール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 黒田 正幸 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周に軸方向の３本のトラック溝が形成
   され、各トラック溝の両側がローラ案内面とされた外側
   継手部材と、半径方向に延びる３本の脚軸を有するトリ
   ポード部材と、各脚軸上に設けられたローラと、各ロー
   ラ内に組込まれてローラを回転自在に支持する転動体と
   から成り、前記ローラのそれぞれを前記外側継手部材の
   トラック溝内に挿入して、外方継手部材とトリポード部
   材の相互で回転トルクを伝えるようにしたトリポード型
   等速自在継手において、前記転動体をボールとし、前記
   ローラの内周にはそのボールが転動する断面円弧状の軌
   道面を設け、前記ボールが転動する断面円弧状の軌道面
   を外周に有する軌道輪を前記脚軸に外嵌したことを特徴
   とするトリポード型等速自在継手。
2. 【請求項２】 前記ローラの外周を球面とし、前記ロー
   ラ案内面を外方継手部材の軸心に直交する平面で切断し
   た縦断面の形状が円弧状の円筒面とし、その円筒面の曲
   率半径をローラの球面の半径より大きくして、ローラと
   ローラ案内面とを点接触させるようにした請求項１に記
   載のトリポード型等速自在継手。
3. 【請求項３】 前記ローラの外周を球面とし、前記ロー
   ラ案内面を相対的に逆方向に傾斜する二つの傾斜面で形
   成して、ローラとローラ案内面とを２点で接触させるよ
   うにした請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
4. 【請求項４】 前記ローラ案内面を平坦面とし、前記ロ
   ーラの外周を、そのローラの軸心を含む平面で切断した
   断面の形状が円弧状の曲面とした請求項１に記載のトリ
   ポード型等速自在継手。
5. 【請求項５】 前記ローラ案内面を平坦面とし、前記ロ
   ーラの外周を円筒面とし、前記軌道輪の内周を、その軌
   道輪の軸心を含む平面で切断した断面の形状が凸円弧状
   の曲面とした請求項１に記載のトリポード型等速自在継
   手。