JP2007132376A

JP2007132376A - 等速自在継手の抜け止め機構

Info

Publication number: JP2007132376A
Application number: JP2005323792A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Noro; 雄一郎野呂
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2007-05-31

Abstract

【課題】外側継手部材の軸方向長さを長くすることなく、トリポード部材のスライド長を長くすることができ、さらに、組付性の向上を図ることができるとともに、補修性に優れ、しかもトリポード部材の高抜け抗力を有する等速自在継手の抜け止め機構を提供する。
【解決手段】円周方向に向き合ったローラ案内面２９を有する３つのトラック溝２８が形成された外側継手部材２２と、半径方向に突出した３本の脚軸３１を有するトリポード部材２４と、脚軸３１に回転自在に外嵌されてローラ案内面２９に沿って外側継手部材２２の軸方向に移動可能なローラ３２とを備えた等速自在継手の抜け止め機構である。ローラ３２の外周面３２ａに当接してローラ３２の一部が外側継手部材２２の開口部よりも外方へ突出した状態でのトリポード部材２４の抜けを規制するリング状体３５を、外側継手部材２２の開口部側の外周面に設けた嵌合溝４１に外径方向から嵌合させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手の抜け止め機構に関するものである。

図１０に示すように、等速自在継手（トリポート型等速自在継手）１は、外側継手部材２と、内側継手部材としてのトリポード部材４と、トルク伝達部材としてのローラ６を主要な構成要素としており、さらにブーツ５を具備している。

外側継手部材２は一体に形成されたマウス部７とステム部８とからなる。ステム部８は端部に形成したスプラインまたはセレーション軸９にて第一の回転軸（図示せず）とトルク伝達可能に結合する。マウス部７は一端にて開口したカップ状で、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝１０が形成してある。マウス部７は、横断面（図８）で見ると、大径部７ａと小径部７ｂが交互に現れる非円筒形状である。すなわち、マウス部７は、大径部７ａと小径部７ｂとを形成することによって、その内周面に、軸方向に延びる３本の前記トラック溝１０が形成される。各トラック溝１０の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面１１、１１が形成される。

トリポード部材４はボス１２と脚軸１３とからなる。ボス１２には第二の回転軸（シャフト）１４とトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション孔１５が形成してある。脚軸１３はボス１２の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。トリポード部材４の各脚軸１３はローラ６を担持している。脚軸１３とローラ６との間には複数の針状ころ１６が介在させてあり、ローラ６は脚軸１３の軸線（軸心）Ｌ１（図９参照）を中心として回転自在である。

また、ブーツ５は、大径部５ａと、小径部５ｂと、大径部５ａと小径部５ｂとの間の蛇腹部５ｃとからなる。大径部５ａがマウス部７の開口部側の外周面に外嵌されて、ブーツバンド１７を締め付けることによって、このブーツ５はマウス部７に取付けられる。また、小径部５ｂがシャフト１４に外嵌され、ブーツバンド１７を締め付けることによって、このブーツ５がシャフト１４に取付けられる。

図１０ではローラ６の脱落防止用の抜け止め機構を省略しているが、通常は抜け止め機構が設けられている。抜け止め機構としては、外側継手部材の内周面に装着されるリング状のクリップ体（抜け止めクリップ）を使用したもの（特許文献１〜３）、抜け止め爪を有するリング体を使用するもの（特許文献４、５）、マウス部の開口端縁部に嵌合する嵌合溝を有するストッパ部材を使用するもの（特許文献６）、マウス部の開口部を加締めるもの（特許文献７、８）等がある。

抜け止めクリップ２１を使用した抜け止め機構２０は、図８と図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、外側継手部材２のマウス部７の開口部側の内周面に嵌合溝１９を設け、この嵌合溝１９に抜け止めクリップ２１を嵌合させるものである。
実開平７−１３３５号公報実開平５−５４８２４号公報実開平５−５４８２５号公報実開平５−１９６６３号公報実開平５−３０５６４号公報ドイツ特許ＤＥ３７２６１６６Ａ１実開平１１−３３６７８２号公報ドイツ特許ＤＥ１９８１９６１５Ａ１

特許文献１〜３等に記載のように、抜け止め機構２０として抜け止めクリップ２１を使用したものでは、図９（Ｂ）に示すように、ローラ６が抜け止めクリップ２１に当接するまでマウス部７の開口部側へスライドして、スライドアウト状態（軸方向外方側最大スライド状態）となる。このため、このスライドアウト状態でトリポード部材４の抜けが規制される。なお、図９（Ａ）は組付時を示し、トリポード部材４がマウス部７の開口部側にスライドしていない状態である。

しかしながら、抜け止めクリップ２１に対するローラ６の当接部位は、ローラ外端面６ｂとローラ外周面６ａとのコーナ部であって、ローラ軸心Ｌ１からの継手軸方向に沿って離れた位置である。すなわち、ローラ軸心Ｌ１からの継手軸方向離間寸法Ｓがほぼローラ半径ｒと同一であり、ローラ６が外側継手部材２の開口部から突出しない。このため、トリポード部材４のスライド長として、あまり大きくとることができない。従って、スライド長を大きくとろうとすると、外側継手部材２のマウス部７の軸方向長さ（カップ長）を大きくする必要があり、等速自在継手として大型化して重量が大となり、しかも、継手内部のグリース封入量が多くなる。さらにカップ長が長くなる分、シャフトと外側継手部材の入口（開口部）の干渉によりスライド線図（使用領域）で不利となる。また、抜け止めクリップ２１を使用するものでは、抜け止めクリップ２１をマウス部７の内径側から嵌合させる必要があり、組立性（組付性）に劣っていた。

特許文献４、５等に記載のように、抜け止め爪を有するリング体を使用するものでは、リング体に、マウス部の装着溝に嵌合する嵌合片部と、抜け止め爪とを設ける必要があって、リング体全体の形状が複雑であって、製造性に劣ってコスト高となり、しかも、高抜け抗力を確保することができない。

また、特許文献６等に記載のように、マウス部の開口端縁部に嵌合する嵌合溝を有するストッパ部材を使用するものでは、ブーツ５を装着するブーツバンド１７の締め付けによってストッパ部材を取付けるものであるので、その取付状態が不安定であり、高抜け抗力を確保することができない。特に、嵌合溝はマウス部の開口端縁部に外方から嵌合するものであって、トリポード部材からの抜け方向の力が作用すれば、抜け易いものとなっている。

このように、特許文献４〜６に記載のものでは、高抜け抗力を確保できないので、取り扱い程度の抜け力には対応できるが、高抜け抗力が必要な車両等に適用できない。すなわち、デファレンシャル組付け後のチェック時や車両取り外し時に軸力をかける場合等には高抜け抗力が必要であり、特許文献４〜６に記載のものではこれに対応することができない。

さらに、特許文献７、８等に記載のように、マウス部の開口部を加締めるものでは、加締工具を用いて開口部の塑性加工を行うものであるので、補修性が悪く、しかも生産性に劣ると共に、コスト高となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、外側継手部材の軸方向長さを長くすることなく、トリポード部材のスライド長を長くすることができ、さらに、組付性の向上を図ることができるとともに、補修性に優れ、しかもトリポード部材の高抜け抗力を有する等速自在継手の抜け止め機構を提供する。

本発明の等速自在継手の抜け止め機構は、円周方向に向き合っ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本の脚軸を有するトリポード部材と、前記脚軸に回転自在に外嵌されて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ローラとを備えた等速自在継手の抜け止め機構において、前記ローラの外周面に当接してローラの一部が前記外側継手部材の開口部よりも外方へ突出した状態でのトリポード部材の抜けを規制するリング状体を、前記外側継手部材の開口部側の外周面に設けた嵌合溝に外径方向から嵌合させたものである。

ローラの一部が外側継手部材の開口部よりも外方へ突出した状態で、リング状体がローラの外周面に当接するものであるので、ローラが外側継手部材の開口部よりも突出しないものと比べた場合、外側継手部材の軸方向長さが同じであれば、本発明での等速自在継手のトリポード部材のスライド長を長くとることができる。

また、リング状体を、外側継手部材の開口部側の外周面に設けた嵌合溝に外径方向から嵌合させるものであるので、その組付作業を容易に行うことができる。しかも、リング状体は、嵌合溝に嵌合した状態でローラに当接するものであるので、安定した姿勢（状態）で、トリポード部材の抜けを防止することができる。

ローラ軸心からの継手軸方向離間寸法がローラ半径の約１／２となる位置において、前記リング状体がローラ外周面に当接する。これにより、トリポード部材のスライド長を一層長くすることができる。

相対向するローラ案内面のうち少なく一方側においてローラ外周面が前記リング状体に当接するようにすることができる。

前記リング状体は、相対向状となる一対の径方向部と、一対の径方向部を連結する周方向部とからなる外径方向膨出部を有し、このリング状体が前記嵌合溝に嵌合した状態で、外径方向膨出部の径方向部の内径部が外側継手部材に内部に突出してローラ外周面に当接する。このため、トリポード部材の抜け出しの規制が安定する。

本発明は、ローラが外側継手部材の開口部よりも突出しないものと比べた場合、外側継手部材の軸方向長さが同じであれば、本発明でのトリポード部材のスライド長を長くとることができ、大きな使用領域（スライド線図）を得ることができる。このため、トリポード部材のスライド長を同じとすれば、本発明では、外側継手部材の軸方向長さを短くすることができる。これにより、等速自在継手全体の軸方向長さを短くできて、小型化及び軽量化を図ることができるとともに、グリース封入量を少なくしてコスト低減を図ることができる。さらに、グリース封入量削減により、回転時のブーツの膨張を少なくでき、密封装置の損傷を有効に防止できる。

また、リング状体を、外側継手部材の開口部側の外周面に設けた嵌合溝に外径方向から嵌合させるものであるので、その組付作業を容易に行うことができる。このため、生産性の向上及びコストの低減化を図ることができる。しかも、リング状体は、嵌合溝に嵌合した状態でローラに当接するものであるので、安定した姿勢（状態）で、トリポード部材の抜けを防止することができ、高抜け抗力を発揮することができる。さらに、加締による塑性加工を行う必要がないので、補修性が良く、長期に渡る使用が可能となる。

ローラ軸心からの継手軸方向離間寸法がローラ半径の約１／２となる位置において、リング状体がローラ外周面に当接するので、トリポード部材のスライド長を一層長くすることができる。これにより、等速自在継手全体のコンパクト化を一層図ることができる。

リング状体が前記嵌合溝に嵌合した状態で、外径方向膨出部の径方向部の内径部が外側継手部材に内部に突出してローラ外周面に当接するので、トリポード部材の抜け出しの規制が安定し、トリポード部材の長いスライド長を安定して確保できる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。

図１はトリポード型等速自在継手を示し、この等速自在継手に本発明に係る抜け止め機構４５が使用されている。この等速自在継手は、外側継手部材２２と、内側継手部材としてのトリポード部材２４と、トルク伝達部材としてのローラ３２を主要な構成要素としている。

図２に示するように、外側継手部材２２は、有底筒状のカップ部（マウス部）２７と、このマウス部２７から突出するステム部（図示省略）とからなる。ステム部は端部に形成したスプラインまたはセレーション軸にて第１の回転軸（図示せず）とトルク伝達可能に結合する。マウス部２７は、図１に示すように、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝２８が形成してある。マウス部２７は、横断面で見て、大径部２７ａと小径部２７ｂが交互に現れる非円筒形状である。すなわち、マウス部２７は、大径部２７ａと小径部２７ｂとを形成することによって、その内周面に、軸方向に延びる３本の前記トラック溝２８が形成される。各トラック溝２８の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面２９、２９が形成される。

トリポード部材２４は、ボス３０と脚軸３１とからなる。ボス３０には第２の回転軸（シャフト）２５（図５参照）とトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション孔３４が形成してある。脚軸３１はボス３０の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。トリポード部材２４の各脚軸３１にはローラ３２が軸線（軸心）Ｌ１（図５参照）を中心として回転自在に外嵌されている。そして、各ローラ３２は外側継手部材２２のそれぞれのトラック溝２８内に収容される。なお、脚軸３１およびローラ３２は、大径部２７ａの内周面３３に接触させないようにしている。また、ローラ３２として、内側ローラと外側ローラとを有するダブルローラタイプであっても、１個のみのシングルローラタイプであってもよい。

外側継手部材２２の開口部（マウス部２７の開口部）側には、本発明の抜け止め機構４５を構成するリング状体３５が装着されている。リング状体３５は、図３に示すように、相対向状となる一対の径方向部３６、３６と、一対の径方向部３６、３６を連結する周方向部３７とからなる外径方向膨出部３８を有する。すなわち、外径方向膨出部３８間に小径部３９が形成され、外径方向膨出部（大径部）３８と小径部３９とが周方向に沿って交互に配設されている。

リング状体３５は、断面矩形状の線状体からなり、その一部（一つの小径部３９の一部）に切欠き４０が設けられ、これによって、径の拡縮が可能とされている。また、外側継手部材２２の開口部側の外周面には、図２と図４と図５等に示すように、嵌合溝４１が形成され、この嵌合溝４１にリング状体３５が嵌合している。

嵌合溝４１は、大径部２７ａにおいて、内径側と外径側とで貫通されて貫通部４１ａとされ、小径部２７ｂにおいて、残部４２が形成されている。そして、リング状体３５を嵌合溝４１に嵌合させた状態では、図４に示すように、リング状体３５は、その外径方向膨出部３８がマウス部２７の大径部２７ａに対応し、その小径部３９がマウス部２７の小径部２７ｂに対応する。すなわち、リング状体３５がマウス部２７の外周面よりも外径側に突出しない。このため、リング状体３５にて等速自在継手の外径を大きくすることがない。

ところで、リング状体３５には切欠き４０が設けられて、径の拡縮が可能とされているので、リング状体３５を拡径させ、この状態で、外径方向（外周側）からこのリング状体３５を嵌合溝４１に嵌合させることができる。この嵌合状態では、リング状体３５はもとの径に縮径している。

この場合、嵌合させた状態では、図４に示すように、リング状体３５の外径方向膨出部３８の径方向部３６、３６の内径部３６ａ、３６ａが外側継手内部に突出している。すなわち、内径部３６ａがローラ案内面２９よりも内径側に突出している。このため、図５（Ａ）に示すような組付時においては、ローラ３２がマウス部２７内に収納状となって、リング状体３５にローラ３２が当接しないが、図５（Ｂ）のように、トリポード部材２４がトラック溝２８に沿って外方側へスライドしていけば、リング状体３５にローラ３２のローラ外周面３２ａが当接して、スライドアウト状態（軸方向外方側最大スライド状態）となる。

この場合、リング状体３５の外径方向膨出部３８の径方向部３６が、図１に示すように、ローラ案内面２９、２９近傍に配置され、この径方向部３６にローラ３２が当接するものである。このため、図５（Ｂ）に示すように、ローラ軸心Ｌ１からの継手軸方向離間寸法Ｓがローラ半径ｒの約１／２となる位置において、リング状体３５がローラ外周面３２ａに当接する。これによって、トリポード部材２４の抜けを規制することができる。

したがって、図５（Ｂ）に示すスライドアウト状態では、ローラ３２の一部が外側継手部材２２の開口部よりも外方へ大きく突出した状態となる。このため、ローラ６が外側継手部材２の開口部よりも突出しないもの（図９に示す従来のもの）と比べた場合、外側継手部材２（２２）のマウス部７（２７）の軸方向長さが同じであれば、本発明の等速自在継手でのトリポード部材２４のスライド長を長くとることができる。

本発明の等速自在継手の抜け止め機構では、ローラ６が外側継手部材２の開口部より突出しないものと比べた場合、外側継手部材２（２２）の軸方向長さが同じであれば、本発明でのトリポード部材２４のスライド長を長くとることができる。このため、トリポード部材４（２４）のスライド長を同じとすれば、本発明では、外側継手部材２２の軸方向長さを短くすることができので、等速自在継手全体の軸方向長さを短くできて小型化及び軽量化を図ることができるとともに、グリース封入量を少なくしてコスト低減を図ることができる。さらに、グリース封入量削減により、回転時のブーツの膨張を少なくでき、密封装置の損傷を有効に防止できる。

また、リング状体３５を、外側継手部材２２の開口部側の外周面に設けた嵌合溝４１に外径方向から嵌合させるものであるので、その組付作業を容易に行うことができる。このため、生産性の向上及びコストの低減化を図ることができる。しかも、リング状体３５は、嵌合溝４１に嵌合した状態でローラ３２に当接するものであるので、安定した姿勢（状態）で、トリポード部材２４の抜けを防止することができ、高抜け抗力を発揮することができる。さらに、加締による塑性加工を行う必要がないので、補修性が良く、長期に渡る使用が可能となる。

ローラ軸心Ｌ１からの継手軸方向離間寸法Ｓがローラ半径の約１／２となる位置において、リング状体３５がローラ外周面に当接するので、トリポード部材２４のスライド長を一層長くすることができる。コンパクト化を一層図ることができる。

リング状体３５は、相対向状となる一対の径方向部３６、３６と、一対の径方向部３６、３６を連結する周方向部３７とからなる外径方向膨出部３８を有し、このリング状体３５が嵌合溝４１に嵌合した状態で、外径方向膨出部３８の径方向部３６の内径部３６ａが外側継手部材２２に内部に突出してローラ外周面３２ａに当接するので、トリポード部材２４の抜け出しの規制が安定し、トリポード部材２４の長いスライド長を安定して確保できる。

次に図６はリング状体３５の変形例を示し、この場合、平板を打ち抜いた形状の平板リング状体にて構成している。このため、外径方向膨出部３８の径方向部３６が幅広部となっている。また、小径部３９の外周面は凹窪状となっている。したがって、このリング状体３５は、その外周面が凸曲面と凹曲面とが周方向に沿って交互に配設されている。

そして、このリング状体３５を、外側継手部材２２の嵌合溝４１に嵌合させれば、図７に示すように、その外径方向膨出部３８がマウス部２７の大径部２７ａに対応し、その小径部３９がマウス部２７の小径部２７ｂに対応する。すなわち、このリング状体３５であっても、等速自在継手の外径を大きくすることがない。

また、リング状体３５の一つの小径部３９には切欠き４０が設けられて、径の拡縮が可能とされているので、リング状体３５を拡径させ、この状態で、外径方向（外周側）からこのリング状体３５を嵌合溝４１に嵌合させることができる。

嵌合させた状態では、このリング状体３５の径方向部３６、３６の内径部３６ａがローラ案内面２９よりも内径側に突出している。このため、このリング状体３５を使用しても、図５（Ｂ）のように、トリポード部材２４がトラック溝２８に沿って外方側へスライドすれば、ローラ３２の一部が外側継手部材２２の開口部から外方へ突出した状態で、リング状体３５にローラ３２が当接する。これによって、トリポード部材２４の抜けを規制することができる。

このため、この図６に示すリング状体３５を使用しても、図３に示すリング状体３５を使用した場合と同様の作用効果を奏することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、前記実施形態では、相対向する両ローラ案内面２９、２９側において、ローラ外周面３２ａがリング状体３５に当接するもの、すなわち、スライドアウト時に１つのローラ３２が２箇所で当接してスライドが規制されるものであったが、どちらか一方のローラ案内面２９側においてのみローラ外周面３２ａがリング状体３５に当接するものであってもよい。なお、１つのローラ３２が２箇所で当接するものでは、スライド規制がより安定する利点がある。

外側継手部材２２の開口部からのローラ突出量は、リング状体３５の径方向部の外側継手部材２２内への突出量に応じて変更することができ、この変更によって、トリポード部材２４のスライド量を調整することができる。

リング状体３５を図３に示すように線状体にて構成する場合、その断面形状が矩形以外の円、楕円、三角、台形等の種々のものを使用することができ、嵌合溝４１の断面形状もリング状体３５の断面形状等に合わせて種々変更できる。また、リング状体３５の材質として、この等速自在継手の使用環境に対応するものであれば、金属であっても樹脂であってもよい。さらに、径の拡縮が可能であって嵌合溝４１に嵌合させることができるものであれば、切欠き４０を有さないエンドレスのリング体であってもよい。

本発明の実施形態を示す抜け止め機構を使用した等速自在継手の正面図である。前記等速自在継手の外側継手部材の要部断面図である。前記抜け止め機構のリング状体の正面図である。前記等速自在継手の要部横断面図である。前記等速自在継手を示し、（Ａ）は抜け止め機構の組付時の要部縦断面図であり、（Ｂ）はスライドアウト時の要部縦断面図である。前記等速自在継手のリング状体の変形例の正面図である。前記変形例のリング状体を使用した状態の等速自在継手の要部横断面図である。従来の抜け止め機構を使用した等速自在継手の横断面図である。前記従来の等速自在継手を示し、（Ａ）は抜け止め機構の組付時の要部縦断面図であり、（Ｂ）はスライドアウト時の要部縦断面図である。トリポード式等速自在継手の縦断面図である。

符号の説明

１等速自在継手
２外側継手部材
４トリポード部材
５ブーツ
５ａ大径部
５ｂ小径部
５ｃ蛇腹部
６ローラ
６ａローラ外周面
６ｂローラ外端面
７マウス部
７ａ大径部
７ｂ小径部
８ステム部
９セレーション軸
１０トラック溝
１１ローラ案内面
１２ボス
１３脚軸
１４シャフト
１５セレーション孔
１７ブーツバンド
１９嵌合溝
２０抜け止め機構
２１クリップ
２２外側継手部材
２４トリポード部材
２５シャフト
２７マウス部
２７ａ大径部
２７ｂ小径部
２８トラック溝
２９ローラ案内面
３０ボス
３１脚軸
３２ローラ
３２ａローラ外周面
３３内周面
３４セレーション孔
３５リング状体
３６径方向部
３６ａ内径部
３７周方向部
３８外径方向膨出部
３９小径部
４０切欠き
４１嵌合溝
４１ａ貫通部
４２残部
４５抜け止め機構
Ｌ１ローラ軸心
ｒローラ半径
Ｓ継手軸方向離間寸法

Claims

円周方向に向き合っ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本の脚軸を有するトリポード部材と、前記脚軸に回転自在に外嵌されて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ローラとを備えた等速自在継手の抜け止め機構において、
前記ローラの外周面に当接してローラの一部が前記外側継手部材の開口部よりも外方へ突出した状態でのトリポード部材の抜けを規制するリング状体を、前記外側継手部材の開口部側の外周面に設けた嵌合溝に外径方向から嵌合させたことを特徴とする等速自在継手の抜け止め機構。
ローラ軸心からの継手軸方向離間寸法がローラ半径の約１／２となる位置において、前記リング状体がローラ外周面に当接することを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手の抜け止め機構。
相対向するローラ案内面のうち少なく一方側においてローラ外周面が前記リング状体に当接することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の等速自在継手の抜け止め機構。
前記リング状体は、相対向状となる一対の径方向部と、一対の径方向部を連結する周方向部とからなる外径方向膨出部を有し、このリング状体が前記嵌合溝に嵌合した状態で、外径方向膨出部の径方向部の内径部が外側継手部材に内部に突出してローラ外周面に当接することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の等速自在継手の抜け止め機構。