JP2003130080A - トリポード型等速自在継手 - Google Patents

トリポード型等速自在継手

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JP2003130080A
JP2003130080A JP2001329133A JP2001329133A JP2003130080A JP 2003130080 A JP2003130080 A JP 2003130080A JP 2001329133 A JP2001329133 A JP 2001329133A JP 2001329133 A JP2001329133 A JP 2001329133A JP 2003130080 A JP2003130080 A JP 2003130080A
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groove
grooves
guide block
raceway
universal joint
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Tatsuro Sugiyama
達朗 杉山
Fumihiro Isobe
史浩 磯部
Haruo Hase
陽夫 長谷
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Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク伝達用の転動体の移動量をガイドブロ
ックの移動量の１／２としたトリポード型等速自在継手
の小型コンパクト化を図る。 【解決手段】 トリポード部材４の脚軸５に支持された
ガイドブロック６の両側と外輪トラック溝２の側面に軌
道溝３、８を設け、その軌道溝３、８間に組込まれた複
数の転動体９を保持器１０で保持する。軌道溝３、８を
相反する方向に傾斜する第１傾斜溝３ａ、８ａと第２傾
斜溝３ｂ、８ｂと形成し、ガイドブロック６側の第１傾
斜溝８ａおよび第２傾斜溝８ｂをこれに対向する外輪側
の第１傾斜溝３ａおよび第２傾斜溝３ｂに対して逆向き
の傾斜とし、その逆向きに傾斜する対向配置の第１傾斜
溝３ａ、８ａおよび第２傾斜溝３ｂ、８ｂの転動体中心
軌跡の交点上に転動体９を配置し、各傾斜溝３ａ、３
ｂ、８ａ、８ｂにより転動体９のずれ動きを防止して等
速自在継手の構成の簡素化と小型化とを図る。

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、内周に３本のト
ラック溝を有する外輪とその内側に組込まれたトリポー
ド部材の相互間でトルクを伝達する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】外輪の内周に軸方向に延びる３本のトラ
ック溝を形成し、各トラック溝の外輪周方向で対向する
一対のローラ案内面を円筒形とし、外輪の内側に組込ま
れたトリポード部材には各トラック溝と対応する位置に
脚軸を設け、その脚軸によって回転自在に支持された球
面ローラをトラック溝内に配置し、その球面ローラとト
ラック溝のローラ案内面の係合部において外輪とトリポ
ード部材の相互間でトルクを伝えるようにしたトリポー
ド型等速自在継手は従来から知られている。
【０００３】ところで、上記トリポード型等速自在継手
においては、外輪とトリポード部材とが作動角をとって
トルクを伝達するとき、球面ローラの回転中心はトラッ
ク溝の長さ方向に対して傾斜し、その傾斜によって球面
ローラは純粋に転がり運動せず、球面ローラとトラック
溝のローラ案内面との間で相対滑りが生じる。
【０００４】このため、球面ローラとローラ案内面の接
触部における摩擦抵抗が増大し、外輪とトリポード部材
が相対的に軸方向に移動する際のスライド抵抗が大き
く、振動および騒音が発生し、ＮＶＨ特性が低下する。
【０００５】そのＮＶＨ特性の向上を図るため、特公昭
６４−５１６４号公報に記載されたトリポード型等速自
在継手においては、外輪に設けられたトラック溝の周方
向で対向する側面に軸方向に延びる軌道溝を設け、トリ
ポード部材の脚軸によってトリポード部材の移動方向に
相対的に揺動自在に支持されたガイドブロックの両側に
軌道溝を形成し、その軌道溝と外輪側軌道溝間に複数の
ボールを組込み、そのボールを介して外輪とトリポード
部材の相互間でトルクを伝達するようにしている。
【０００６】上記トリポード型等速自在継手において
は、外輪とトリポード部材とが作動角をとったとして
も、ガイドブロックは、そのガイドブロックの軌道溝と
外輪側軌道溝間に組込まれたボールによって一定の姿勢
に保持されることになる。このため、外輪とトリポード
部材の相対的な軸方向の移動時に、ボールは転がり移動
し、振動、騒音の発生が少なく、良好なＮＶＨ特性を有
するという特徴を有する。
【０００７】ところで、上記公報に示されたトリポード
型等速自在継手においては、ガイドブロックの軌道溝の
両端にボールの脱落を防止するボール抜け止め部を設け
る必要があり、外輪とトリポード部材との相互間におけ
る作動角が大きくなると、ボールは抜け止め部に接触し
てスムーズに転がり運動することができずに滑りが生
じ、その滑りの領域においてＮＶＨ特性が悪くなるとい
う不都合がある。
【０００８】上記不都合を解消するため、特公平４−７
４５６５号公報に記載された等速自在継手においては、
ガイドブロックの軌道溝と外輪トラック溝の両側の軌道
溝間に組込まれた複数のボールを保持器で保持し、その
保持器の移動量を移動量規制手段によりガイドブロック
の移動量の１／２に規制してボールを常に転がり運動さ
せると共に、ボールを保持する保持器が振動等によりず
れ動いてトラック溝の側面とガイドブロック間から脱落
するのを防止するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特公平４−
７４５６５号公報に記載されたトリポード型等速自在継
手においては、保持器の移動量を規制し、かつ脱落を防
止する移動量規制手段が、保持器にピニオンを取付け、
外輪およびガイドブロックにそのピニオンに噛合するラ
ックを取付けた構成であるため、機構が複雑であり、し
かも、ガイドブロックの両側とトラック溝の側面間にピ
ニオンおよび一対のラックを組込むスペースを確保する
必要があるため、等速自在継手が大型化するという問題
がある。
【００１０】この発明の課題は、トルク伝達用のボール
等の転動体を保持器で保持し、その保持器のずれ動きを
防止するようにしたトリポード型等速自在継手の構成の
簡素化と小型化とを図ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、外輪の内周に軸方向に延びる
３本のトラック溝を形成し、各トラック溝の周方向で対
向する一対の側面に外輪軸方向に延びる直線状の軌道溝
を設け、外輪の内側に組込まれたトリポード部材には上
記トラック溝と対応する位置に３本の脚軸を設け、各脚
軸に支持されてトリポード部材の移動方向に相対的に揺
動可能なガイドブロックを上記トラック溝内に収容し、
そのガイドブロックの両側に前記軌道溝と対向する軌道
溝を設け、この対向する軌道溝間に組込まれた転動体を
保持器で保持したトリポード型等速自在継手において、
前記ガイドブロックの両側に設けられた２本の軌道溝の
少なくとも一方を長さ方向の中央部を境にして相反する
方向に傾斜する２本の傾斜溝で形成し、その軌道溝に対
向する外輪側軌道溝も相反する方向に傾斜する２本の傾
斜溝で形成し、対向配置されたガイドブロック側の傾斜
溝と外輪側傾斜溝を相反する方向に傾斜させ、その対向
配置された傾斜溝の転動体中心軌跡の交点に前記転動体
を設けた構成を採用したのである。
【００１２】上記の構成から成るトリポード型等速自在
継手においては、ガイドブロックが移動すると、ガイド
ブロック側軌道溝と外輪側軌道溝との接触によって転動
体が回転しつつ各軌道溝に沿って移動するため、転動体
および保持器はガイドブロックの移動量の１／２移動す
ることになる。
【００１３】ここで、転動体は相反する方向に傾斜する
対向配置の傾斜溝間に配置されて各傾斜溝の転動体中心
軌跡の交点上に設けられているため、転動体は各傾斜溝
と常に接触する状態に保持される。このため、転動体と
傾斜溝の接触部において滑りが生じるという不都合の発
生はなく、転動体を常に純粋に転がり運動させることが
でき、振動、騒音の発生のきわめて少ない、ＮＶＨ特性
の優れた等速自在継手を得ることができる。
【００１４】また、ガイドブロックの軌道溝および外輪
の軌道溝を相反する方向に傾斜する２つの傾斜溝で形成
し、対向配置の傾斜溝を逆向きに傾斜させたことによ
り、その対向配置の傾斜溝間に組込まれた２個の転動体
は対向配置の傾斜溝間の狭小部に向けて移動するのが防
止され、その移動を阻止される方向が２個の転動体で逆
であるため、振動等により転動体および保持器がずれ動
いて脱落するのを防止することができる。
【００１５】このように、相反する方向に傾斜する対向
配置の傾斜溝によって転動体および保持器の脱落を防止
することにより、ラックとピニオンによって保持器の脱
落を防止するようにしたトリポード型等速自在継手に比
較して部品点数が少なく、これらの部品を組込むための
スペースを外輪内に確保する必要がないため、トリポー
ド型等速自在継手の構成の簡素化と小型、コンパクト化
とを図ることができる。
【００１６】この発明に係るトリポード型等速自在継手
において、相反する方向に傾斜する２つの傾斜溝で形成
される軌道溝は、ガイドブロックの両側方に位置する４
本の軌道溝の全てであってもよく、あるいは、ガイドブ
ロックの一側方に位置する２本の軌道溝のみであっても
よい。
【００１７】ガイドブロックの一側方に位置する２本の
軌道溝のみを２本の傾斜溝で形成する場合、ガイドブロ
ックの他側方の２本の軌道溝は外輪の軸心に平行する直
線溝で形成する。
【００１８】ガイドブロックの軌道溝を形成する２本の
傾斜溝は、ガイドブロックの側面中央部から両端に向け
て、トラック溝の幅方向内方に向けて傾斜する傾斜溝で
あってもよく、あるいはその逆に傾斜する傾斜溝であっ
てもよい。
【００１９】上記傾斜溝の傾斜角度は、極端に小さい場
合、転動体および保持器のずれ動きを確実に防止するこ
とができず、一方、大きい場合にはガイドブロックの移
動量が減少してトリポード型等速自在継手がとり得る最
大作動角が小さくなるため、上記傾斜角度は０．２°〜
５°程度が好ましい。
【００２０】ここで、転動体は、ボールであってもよ
く、ころであってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、
外輪１の内周には軸方向に延びる３本のトラック溝２が
１２０°の間隔をおいて形成され、各トラック溝２の外
輪周方向で対向する一対の側面に軸方向に延びる軌道溝
３が設けられている。
【００２２】外輪１の内側に組込まれたトリポード部材
４には前記トラック溝２と対応する位置に３本の脚軸５
が設けられ、各脚軸５によってガイドブロック６が支持
されている。ガイドブロック６の支持に際し、ここで
は、脚軸５に球形表面５ａを形成し、その脚軸５をガイ
ドブロック６に設けられた円筒孔７に挿入しており、前
記脚軸５とガイドブロック６とは相対的に任意の方向に
揺動し得るようになっている。
【００２３】ガイドブロック６の両側面には外輪トラッ
ク溝２の両側の軌道溝３に対向する一対の軌道溝８が形
成されている。ガイドブロック６に形成された軌道溝８
のそれぞれは、第１傾斜溝８ａと、その第１傾斜溝８ａ
の端に連続する第２傾斜溝８ｂの２本の傾斜溝で形成さ
れている。
【００２４】第１傾斜溝８ａと第２傾斜溝８ｂは、ガイ
ドブロック６の側面中央部から両端に向けてトラック溝
２の幅方向内方に向けて傾斜し、その傾斜は逆向きとさ
れていると共に傾斜角度は同一とされている。
【００２５】一方、外輪１のトラック溝２の両側に形成
された軌道溝３も第１傾斜溝３ａと、それに連続する第
２傾斜溝３ｂにより形成されている。第１傾斜溝３ａと
第２傾斜溝３ｂは逆向きの傾斜とされ、その傾斜角度
は、ガイドブロック側の傾斜溝８ａ、８ｂと同一とされ
ている。
【００２６】また、外輪側の第１傾斜溝３ａはガイドブ
ロック側の第１傾斜溝８ａに対して逆向きとされ、一
方、外輪側の第２傾斜溝３ｂはガイドブロック側の第２
傾斜溝８ｂに対して逆向きとされる。
【００２７】なお、第１傾斜溝３ａ、８ａおよび第２傾
斜溝３ｂ、８ｂとして、ここでは、溝底のみを傾斜させ
たものを示したが、長さ方向に傾斜する溝深さが一定の
ものであってもよい。
【００２８】外輪１の周方向で対向する第１傾斜溝３
ａ、８ａ間および第２傾斜溝３ｂ、８ｂ間にはボールか
ら成る転動体９が組込まれ、各転動体９は保持器１０に
保持されている。第１傾斜溝３ａ、８ａ間に組込まれた
転動体９は、各第１傾斜溝３ａ、８ａに沿って転動する
際の転動体中心軌跡（イ）、（ロ）の交点上に配置され
ている。一方、第２傾斜溝３ｂ、８ｂ間に組込まれた転
動体９は、各第２傾斜溝３ｂ、８ｂに沿って転動する際
の転動体中心軌跡（ハ）、（ニ）の交点上に配置されて
いる。
【００２９】転動体９を保持する保持器１０は、トラッ
ク溝２の外壁内面１１とガイドブロック６の外面間に配
置された板体部１０ａの両側に転動体９を保持する保持
板部１０ｂを形成し、その保持板部１０ｂに転動体９を
収容するポケット１０ｃを設けている。
【００３０】実施の形態で示すトリポード型等速自在継
手は上記の構造から成り、トラック溝２の両側に設けら
れた軌道溝３とガイドブロック６の両側に設けられた軌
道溝８間に複数の転動体９を組込むことにより、ガイド
ブロック６の姿勢を一定に保持することができ、外輪１
とトリポード部材４とが作動角をとると、脚軸５の球形
外面５ａとガイドブロック６の円筒孔７の接触部におい
て滑りが生じ、ガイドブロック６の円筒孔７の軸心に対
して脚軸５が傾斜する。
【００３１】このため、外輪１とトリポード部材４とが
作動角をとってトルクを伝達する場合、ガイドブロック
６は姿勢を一定に保持する状態でトラック溝２に沿って
外輪軸方向に移動する。
【００３２】また、外輪１とトリポード部材４とが作動
角をとる状態で相対的に軸方向に移動すると、ガイドブ
ロック６は姿勢を一定とする状態でトラック溝２に沿っ
て外輪軸方向に移動する。
【００３３】図３（Ｉ）乃至（III ）はガイドブロック
６の移動を段階的に示し、図３（II）はトリポード部材
４の脚軸５がトラック溝２の長さ方向に対して直交する
状態を示し、ガイドブロック６はスライド領域の中間位
置に配置されている。
【００３４】一方、図３（Ｉ）はガイドブロック６がト
ラック溝２の開口端に向けて最も移動した状態を示し、
また、図３（III ）はガイドブロック６がトラック溝２
の閉塞端に向けて最も移動した状態を示す。
【００３５】上記のようなガイドブロック６の移動時、
転動体９は外輪側軌道溝３およびガイドブロック側軌道
溝８との接触によって転動するため、転動体９および保
持器１０はガイドブロック６の移動量の１／２移動す
る。
【００３６】この場合、転動体９は、相反する方向に傾
斜する対向配置の第１傾斜溝３ａ、８ａ間および第２傾
斜溝３ｂ、８ｂ間に配置されていると共に、各傾斜溝３
ａ、３ｂ、８ａ、８ｂの転動体中心軌跡の交点上に設け
られているため、各転動体９は第１傾斜溝３ａ、８ａお
よび第２傾斜溝３ｂ、８ｂと常に接触する状態に保持さ
れる。このため、ガイドブロック６の移動時、転動体９
と第１傾斜溝３ａ、８ａの接触部および第２傾斜溝３
ｂ、８ｂの接触部において滑りが生じるという不都合の
発生はなく、転動体９は純粋に転がり運動し、振動およ
び騒音を発生させることがきわめて少なく、スライド領
域の全体にわたって良好なＮＶＨ特性を得ることができ
る。
【００３７】また、外輪側軌道溝３を相反する方向に傾
斜する第１傾斜溝３ａと第２傾斜溝３ｂとで形成し、ガ
イドブロック側軌道溝８も相反する方向に傾斜する第１
傾斜溝８ａと第２傾斜溝８ｂで形成し、外輪周方向で対
向する外輪側第１傾斜溝３ａとガイドブロック側第１傾
斜溝８ａおよび外輪側第２傾斜溝３ｂとガイドブロック
側第２傾斜溝８ｂを逆向きに傾斜させたことにより、第
１傾斜溝３ａ、８ａ間に配置された転動体９および第２
傾斜溝３ｂ、８ｂ間に配置された転動体９は対向配置の
傾斜溝間の狭小部に向けて移動するのが防止される。そ
の移動を防止される方向が２個の転動体９において異な
るため、転動体９および保持器１０が振動等により外輪
軸方向にずれ動いて脱落するという不都合の発生はな
い。
【００３８】このように、第１傾斜溝３ａ、８ａおよび
第２傾斜溝３ｂ、８ｂによって保持器１０のずれ動きを
防止することにより、ラックとピニオンによって保持器
のずれ動きを防止するようにしたトリポード型等速自在
継手に比較して部品点数を少なくすることができると共
に、これらの部品を組込むためのスペースを外輪１内に
確保する必要がないため、トリポード型等速自在継手の
構成の簡素化と小型、コンパクト化とを図ることができ
る。
【００３９】ここで、第１傾斜溝３ａ、８ａおよび第２
傾斜溝３ｂ、８ｂの傾斜角度は０．２°〜５°程度が好
ましく、０．２°未満であると保持器１０のずれ動きを
確実に防止することができず、また、５°を超えると、
等速自在継手の作動角が小さくなり、実用的でない。
【００４０】図２に示す実施形態では、ガイドブロック
６の両側の軌道溝８を形成する第１傾斜溝８ａおよび第
２傾斜溝８ｂをガイドブロック６の側面中央部から両端
に向けてトラック溝２の幅方向中央に向けて傾斜する傾
斜溝としたが、図４（Ｉ）に示すように、ガイドブロッ
ク６の側面中央から両端に向けてトラック溝２の幅方向
外方に傾斜する傾斜溝としてもよい。
【００４１】また、図２に示す実施形態では、トラック
溝２の両側の軌道溝３およびガイドブロック６の両側の
軌道溝８の全てを第１傾斜溝３ａ、８ａと第２傾斜溝３
ｂ、８ｂで形成したが、図４（II）および図４（III ）
で示すように、ガイドブロック６の一方側に位置する外
輪側軌道溝３とガイドブロック側軌道溝８のみを第１傾
斜溝３ａ、８ａと第２傾斜溝３ｂ、８ｂとで形成しても
よい。この場合、ガイドブロック６の他方側に位置する
外輪側軌道溝３およびガイドブロック側軌道溝８を外輪
１の軸心に平行する直線溝で形成する。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、ガ
イドブロックの側面に形成された軌道溝とトラック溝の
側面に設けられた軌道溝を相反する方向に傾斜する２本
の傾斜溝で形成し、外輪周方向で対向する傾斜溝の傾斜
を逆向きとし、その逆向き傾斜の傾斜溝における転動体
中心軌跡の交点に転動体を組込んだので、ガイドブロッ
クの移動時に、傾斜溝との接触によって転動体を滑りを
生じさせることなく純粋に転がり移動させることがで
き、ＮＶＨ特性の優れたトリポード型等速自在継手を得
ることができる。
【００４３】また、ガイドブロック側軌道溝と外輪側軌
道溝間に組込まれた２個の転動体および保持器を各軌道
溝を形成する傾斜溝によってずれ動きを防止するように
したので、ラックとピニオンにより保持器のずれ動きを
防止するようにしたトリポード型等速自在継手に比較し
て部品点数が少なく、しかもこれらの部品を組込むため
にスペースを外輪内に確保する必要がないため、トリポ
ード型等速自在継手の構成の簡素化と小型、コンパクト
化とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るトリポード型等速自在継手の実
施形態を示す一部切欠正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】（Ｉ）乃至（III ）はガイドブロックの移動を
段階的に示す図
【図４】（Ｉ）乃至（III ）はこの発明に係るトリポー
ド型等速自在継手の他の例を示す断面図
【符号の説明】
１ 外輪 ２ トラック溝 ３ 軌道溝 ３ａ 第１傾斜溝 ３ｂ 第２傾斜溝 ４ トリポード部材 ５ 脚軸 ６ ガイドブロック ７ 円筒孔 ８ 軌道溝 ８ａ 第１傾斜溝 ８ｂ 第２傾斜溝 ９ 転動体 １０ 保持器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷 陽夫 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外輪の内周に軸方向に延びる３本のトラ
    ック溝を形成し、各トラック溝の周方向で対向する一対
    の側面に外輪軸方向に延びる直線状の軌道溝を設け、外
    輪の内側に組込まれたトリポード部材には上記トラック
    溝と対応する位置に３本の脚軸を設け、各脚軸に支持さ
    れてトリポード部材の移動方向に相対的に揺動可能なガ
    イドブロックを上記トラック溝内に収容し、そのガイド
    ブロックの両側に前記軌道溝と対向する軌道溝を設け、
    この対向する軌道溝間に組込まれた転動体を保持器で保
    持したトリポード型等速自在継手において、前記ガイド
    ブロックの両側に設けられた２本の軌道溝の少なくとも
    一方を長さ方向の中央部を境にして相反する方向に傾斜
    する２本の傾斜溝で形成し、その軌道溝に対向する外輪
    側軌道溝も相反する方向に傾斜する２本の傾斜溝で形成
    し、対向配置されたガイドブロック側の傾斜溝と外輪側
    傾斜溝を相反する方向に傾斜させ、その対向配置された
    傾斜溝の転動体中心軌跡の交点に前記転動体を設けたこ
    とを特徴とするトリポード型等速自在継手。
  2. 【請求項２】 前記ガイドブロックの両側の軌道溝およ
    びトラック溝の両側の軌道溝それぞれを２本の傾斜溝で
    形成した請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
  3. 【請求項３】 前記ガイドブロックの一側の軌道溝およ
    びこれに対向する外輪側の軌道溝を２本の傾斜溝で形成
    し、ガイドブロックの他側の軌道溝およびこれに対向す
    る外輪側軌道溝を外輪の軸心に平行する直線溝とした請
    求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
  4. 【請求項４】 前記ガイドブロック側軌道溝を形成する
    ２本の傾斜溝が、ガイドブロックの側面中央部から両端
    に向けてトラック溝の幅方向内方に向けて傾斜する傾斜
    溝から成る請求項１乃至３のいずれかに記載のトリポー
    ド型等速自在継手。
  5. 【請求項５】 前記ガイドブロック側軌道溝を形成する
    ２本の傾斜溝が、ガイドブロックの側面中央部から両端
    に向けてトラック溝の幅方向外方に向けて傾斜する傾斜
    溝から成る請求項１乃至３のいずれかに記載のトリポー
    ド型等速自在継手。
  6. 【請求項６】 前記傾斜溝の前記トラック溝の幅中心線
    に対する傾斜角度を０．２°〜５°とした請求項１乃至
    ５のいずれかに記載のトリポード型等速自在継手。
  7. 【請求項７】 前記転動体が、ボール又はころから成る
    請求項１乃至６のいずれかに記載のトリポード型等速自
    在継手。
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