JP2005226776A - トリポード型等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 安価なトリポード型等速自在継手を提供する。
【解決手段】 内周に軸方向に延びる三本のトラック溝12を形成し、各トラック溝12の向かい合った一対の側壁をローラ案内面14とした外側継手部材10と、外周に半径方向に突出した三本の脚軸24を形成したトリポード部材20と、トリポード部材20の脚軸24に回転自在に支持されたローラアセンブリ30とを具備し、前記ローラアセンブリ30を外側継手部材10のローラ案内面14に沿って転動させるようにしたトリポード型等速自在継手において、ローラアセンブリ30として内輪32の内径と外輪34の外径が円筒面で内外輪の両側面が平坦な面で形成されている単列深溝玉軸受を利用する。
【選択図】 図１

Description

この発明はトリポード型等速自在継手に関する。トリポード型等速自在継手は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において、駆動側の回転軸と従動側の回転軸を連結して等角速度でトルクを伝達するために用いられる等速自在継手のうち、角度変位と軸方向変位を許容する摺動式等速自在継手に属する。

従来、自動車の駆動力伝達部では、駆動軸の回転力を従動軸を介して各車軸へと伝達させるため、等速自在継手が用いられている。そのうちのトリポード型等速自在継手は、図９に示すように、内周面に軸方向に延びた三つのトラック溝１ａをもった外側継手部材１と、半径方向に突出した三本の脚軸２ａを備えたトリポード部材２とを有し、トリポード部材２の各脚軸２ａに転動体を介して回転自在に支持させたローラ３を外側継手部材１のトラック溝１ａに係合させることにより、外側継手部材１とトリポード部材２との間でトルクを伝達する構造となっている。脚軸２ａとローラ３との間に介在させる転動体はほとんど針状ころの総ころタイプで、稀にボールのものがある。また、ローラ３の具体的構成や転動体の配置等についてはさまざまなタイプのものが考案され、要求性能に合わせて使い分けられている。
特開２０００−２２７１２４号公報

上述のとおり、脚軸と外側継手部材のトラック溝の間にはさまざまなタイプのローラや転動体が考案され、要求性能に合わせて使い分けられているが、高性能になるほど部品点数も多く形状も複雑でコストアップになっている。最も一般的なトリポード型等速自在継手においてもローラ、ころ、ワッシャ、止め輪など多くの部品で構成され、組み立ても特殊であるため低価格化が困難となっている。

本発明の主要な目的は、安価なトリポード型等速自在継手を提供することである。

本発明は、内周に軸方向に延びる三本のトラック溝１２を形成し、各トラック溝１２の向かい合った一対の側壁をローラ案内面１４とした外側継手部材１０と、外周に半径方向に突出した三本の脚軸２４を形成したトリポード部材２０と、トリポード部材２０の脚軸２４に回転自在に支持されたローラアセンブリ３０とを具備し、前記ローラアセンブリ３０を外側継手部材１０のローラ案内面１４に沿って転動させるようにしたトリポード型等速自在継手において、内輪の内径と外輪の外径が円筒面で内外輪の両側面が平坦な面で形成されている単列深溝玉軸受によって前記ローラアセンブリ３０を構成させたことを特徴とするものである。世間一般に数多く流通している玉軸受、特に安価な単列深溝玉軸受を利用することにより、安価なトリポード型等速自在継手を提供することができる。

請求項２の発明は、請求項１のトリポード型等速自在継手において、外側継手部材１０のローラ案内面を、前記単列深溝玉軸受の外輪３４が転動する平坦面１４と、前記外輪３４の両側面を保持するつば面１８とで構成し、脚軸２４の外周面を球面としたことを特徴とするものである。このような構成とすることにより、ローラアセンブリ３０が外側継手部材１０に対して常に軸方向にのみ転がるため、転がり抵抗が少なく、低振動となる。

請求項３の発明は、請求項１のトリポード型等速自在継手において、外側継手部材１０のローラ案内面１４をトラック溝１２に向かって凸円弧となった部分円筒面とし、脚軸２４の外周面を円筒面としたことを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、脚軸２４の軸心の交点が振れ回ることによる脚軸２４の傾きをローラ案内面１４にて吸収することができる。

ここで、脚軸２４の軸心の交点が振れ回ることによる脚軸２４の傾きについて説明するならば次のとおりである。図２に示すように継手が作動角をとった場合、つまり、外側継手部材１０とトリポード部材２０とが折れ曲がった場合、トリポード部材２０の三本の脚軸２４のうちの一本が時計０時の位置にあり、他の二本がそれぞれ時計の４時と７時の位置にある状態を考えると、三本の脚軸２４の軸心の交点が外側継手部材１０の軸心Ｏに対してずれ、トルクの伝達時には、そのずれ分を半径として軸心Ｏのまわりを脚軸２４の軸心の交点Ｏ´が振れ回ろうとするため、図２（Ｂ）の上側の脚軸２４を基本として考えると、他の二本の脚軸２４は、二点鎖線で示す作動角０度の場合に比較して傾きを生じる。脚軸２４の軸心の交点が振れ回ることによる脚軸２４の傾きとはこのことを意味する。

請求項４の発明は、請求項１のトリポード型等速自在継手において、外側継手部材１０のローラ案内面１４をつば面のない平坦面とし、脚軸２４の外周面を太鼓状としたことを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、脚軸２４の軸心の交点が振れ回ることによる脚軸２４の傾きを脚軸２４と内輪３２との嵌合部分で吸収することができる。

大量生産されている単列深溝玉軸受を利用することにより、単列深溝玉軸受の製作に用いられる現有加工機および組み立て機がそのまま使えるため、非常に精度の高い、それでいて低コストな中間部材となり、これを使ったトリポード型等速自在継手は、組み立ても容易で低コストなものとなる。単列深溝玉軸受は非常に精度が高く、転がり抵抗も少なくなっていることより、トリポード型等速自在継手の作動性を向上させることができる。

以下、図面に従って本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、トリポード型等速自在継手は外側継手部材１０とトリポード部材２０とローラアセンブリ３０を主要な構成要素としている。

外側継手部材１０は一端にて開口したカップ状で、底部側から突出した軸部１６のセレーション軸にて駆動軸または従動軸と結合するようになっている。外側継手部材１０の内周には円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝１２が形成してある。各トラック溝１２の、円周方向に向かい合った一対の側壁がローラ案内面１４を提供する。ローラ案内面１４はここでは外側継手部材１０の軸線と平行な平坦面である。

トリポード部材２０は、ボス部２２と、ボス部２２の円周方向三等分位置から半径方向に突出した脚軸２４とからなる。ボス部２２には従動軸または駆動軸と結合するためのセレーション孔２６が形成してある。脚軸２４はここではその軸線上に曲率中心をもった球状を呈している。

脚軸２４の外周にローラアセンブリ３０が位置する。ローラアセンブリ３０は内外径共に円筒面の単列深溝玉軸受で構成されている。すなわち、図３に示すように、内輪３２と外輪３４と玉３６と保持器３８がローラアセンブリ３０の構成要素である。内輪３２の内径と外輪３４の外径は円筒面で、内外輪３２，３４の両側面（図３における内外輪の上下面）は平坦な面で形成されている。外輪３４は外側継手部材１０のローラ案内面１４を転動するようになっている。なお、図１では外輪３４が左右のローラ案内面１４と接しているように図示してあるが、厳密には、継手の回転方向によって一対のローラ案内面１４のいずれか一方と接することとなる。また、この実施の形態では、ローラ案内面１４の両側（図の上下）につば面１８が設けてあり、外輪３４を保持するようになっている。

次に、図４に示す実施の形態は、上に述べた図１の実施の形態ではローラ案内面１４が平坦であったのを、トラック溝１２側に向かって凸円弧となった部分円筒面としたものである。

図５に示す実施の形態は、ローラ案内面１４を傾斜させ、開いた方向にのみつば面１８を設けたものである。トラック溝１２の中心に対してローラ案内面１４の傾斜角を符号θで表してある。この場合、傾斜角により、負荷方向の片側つば面のみの接触抵抗が発生し、非負荷側の抵抗がないため、低振動となる。

図６に示す実施の形態は、外側継手部材１０の半径方向外側（図の上側）のつば面１８を延長して、ローラアセンブリ（単列深溝玉軸受）３０の内輪３２の側面までつば面１８で保持したものである。脚軸２４と内輪３２から伝わる力３６のみで受けるのではなく、内輪３２から外側継手部材１０にも伝えることにより、玉軸受にかかるアキシアル方向の力を軽減して軸受強度を上げることができる。

図７に示す実施の形態は、外側継手部材１０のローラ案内面１４をトラック溝１２側に向かって凸円弧をなす部分円筒面とし、脚軸２４の外周面を円筒面としたものである。脚軸２４の外周面にローラアセンブリ（単列深溝玉軸受）３０の内輪３２を嵌合させ、脚軸２４の軸方向の移動を規制する止め輪２８を設けてある。この実施の形態の場合、脚軸２４の軸心の交点が振れ回ることによる脚軸２４の傾きをローラ案内面１４にて吸収する。

図８に示す実施の形態は、外側継手部材１０のローラ案内面１４はつばのない平坦面とし、脚軸２４の外周面は、脚軸２４の軸心の交点が振れ回ることによる脚軸２４の傾きを吸収できるような太鼓状とし、その脚軸２４にローラアセンブリ（単列深溝玉軸受）３０の内輪３２を嵌合させ、脚軸２４の軸方向の移動を規制する止め輪を設けてある。この実施の形態の場合、脚軸２４の軸心の交点が振れ回ることによる脚軸２４の傾きを脚軸２４と内輪３２との嵌合部分で吸収する。

本発明の実施の形態を示すトリポード型等速自在継手の横断面図である。 Ａは図１の継手の縦断面図、Ｂは図２におけるトリポード部材の模式的側面図である。 ローラアセンブリ（単列深溝玉軸受）の断面図である。 別の実施の形態を示すトリポード型等速自在継手の横断面図である。 さらに別の実施の形態を示すトリポード型等速自在継手の横断面図である。 さらに別の実施の形態を示すトリポード型等速自在継手の横断面図である。 さらに別の実施の形態を示すトリポード型等速自在継手の横断面図である。 さらに別の実施の形態を示すトリポード型等速自在継手の横断面図である。 従来の技術を示すトリポード型等速自在継手の横断面図である。

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
１６ 軸部
１８ つば面
２０ トリポード部材
２２ ボス部
２４ 脚軸
２６ セレーション孔
２８ 止め輪
３０ ローラアセンブリ（単列深溝玉軸受）
３２ 内輪
３４ 外輪
３６ 玉
３８ 保持器

Claims (4)

1. 内周に軸方向に延びる三本のトラック溝を形成し、各トラック溝の向かい合った一対の側壁をローラ案内面とした外側継手部材と、外周に半径方向に突出した三本の脚軸を形成したトリポード部材と、トリポード部材の脚軸に回転自在に支持されたローラアセンブリとを具備し、前記ローラアセンブリを外側継手部材のローラ案内面に沿って転動させるようにしたトリポード型等速自在継手において、内輪の内径と外輪の外径が円筒面で内外輪の両側面が平坦な面で形成されている単列深溝玉軸受によって前記ローラアセンブリを構成させたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
2. 外側継手部材のローラ案内面を、前記深溝玉軸受の外輪が転動する平坦面と、前記外輪の両側面を保持するつば面とで構成し、脚軸の外周面を球面としたことを特徴とする請求項１のトリポード型等速自在継手。
3. 外側継手部材のローラ案内面をトラック溝に向かって凸円弧となった部分円筒面とし、脚軸の外周面を円筒面としたことを特徴とする請求項１のトリポード型等速自在継手。
4. 外側継手部材のローラ案内面をつば面のない平坦面とし、脚軸の外周面を太鼓状としたことを特徴とする請求項１のトリポード型等速自在継手。