JP2008240816A - 摺動式トリポード形等速ジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】内ローラとトリポード軸部との接触面圧を低減しつつ、楕円状の接触範囲を狭くするとともに、内ローラとトリポード軸部との間で軸方向に摺動できる摺動式トリポード形等速ジョイントを提供する。
【解決手段】トリポード軸部２２の外周面２２ａを、ボス部２１の径方向断面において弧凸状に形成する。ローラ３０の内ローラ３２は、筒状からなり、その最大内径Ｄ１がトリポード軸部２２の延伸直交方向断面における最大外接円の直径ｄ１より大きく設定され、トリポード軸部２２に対してトリポード軸部２２の延伸方向に相対移動可能となるように、その内周面３２ａの軸方向断面形状が弧凹状に形成され、外ローラ３１に対して相対回転可能であり外ローラ３１の径方向内方に同軸的に配置され且つ外ローラ３１に対する軸方向移動を規制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、摺動式トリポード形等速ジョイントに関するものである。

従来の摺動式トリポード形等速ジョイントとして、誘起スラスト力を低減するために、ローラがトリポード軸部に対して揺動可能としたものがある。例えば、特開平３−１７２６１９号公報（特許文献１）には、ローラを構成する内ローラの内周面を円筒状とし、トリポード軸部の外周面を球面凸状にしている。これにより、ローラがトリポード軸部に対して揺動可能となり、且つ、内ローラとトリポード軸部との間で軸方向に摺動可能となる。ローラを構成する外ローラがローラ溝を転動しようとする方向と、ローラ溝の延びる方向とが常に一致するようになる。これにより、外ローラとローラ溝との間で滑りが発生せず、誘起スラスト力を低減できる。この誘起スラスト力は、車体の振動や騒音の発生原因となり、車両のＮＶＨ性能に影響を与える。

また、特開２０００−３２０５６３号公報（特許文献２）には、内ローラの内周面の軸方向断面形状を円弧凸状とし、トリポード軸部の外周面を楕円柱状としている。これにより、ローラがトリポード軸部に対して揺動可能となり、且つ、内ローラとトリポード軸部との間で軸方向に摺動可能となるとされている。

また、特開２００２−２１３４７８号公報（特許文献３）および特開２００２−３２７７７３号公報（特許文献４）には、内ローラの内周面の軸方向断面形状を円弧凹状とし、トリポード軸部の外周面を球面凸状とすることで、内ローラがトリポード軸部に対して揺動可能となる。ただし、内ローラとトリポード軸部とは軸方向への相対移動を規制されているため、内ローラが、ニードルローラおよび外ローラに対して軸方向に相対移動可能な構成としている。
特開平３−１７２６１９号公報 特開２０００−３２０５６３号公報 特開２００２−２１３４７８号公報 特開２００２−３２７７７３号公報

ここで、特許文献１に記載の摺動式トリポード形等速ジョイントにおいては、内ローラの円筒状内周面の内径と、トリポード軸部の球面凸状の外径とは、ほぼ同一する。このため、当該等速ジョイントが回転する際に、円筒状内周面の内ローラと球面凸状のトリポード軸部との接触部位は、周方向に長い楕円状の範囲となる。この楕円状の接触範囲が広いほど、ローラがトリポード軸部に対して揺動する際に、ローラとトリポード軸部との間に生じる摩擦により大きなモーメントが作用する。この摩擦モーメントは、ローラがトリポード軸部に対して揺動しにくくなるように作用する。つまり、摩擦モーメントが大きいほど、ローラがトリポード軸部に連れて移動する可能性が高くなる。その結果、外ローラがローラ溝を転動しようとする方向と、ローラ溝の延びる方向とが一致しない状態が発生する可能性がある。そうすると、外ローラとローラ溝との間に滑りが発生し、誘起スラスト力が生じる可能性がある。従って、楕円状の接触範囲を狭くすることが求められる。

また、特許文献２に記載の摺動式トリポード形等速ジョイントにおいては、内ローラの内周面の軸方向断面形状が円弧凸状であり、トリポード軸部が楕円柱状からなる。このため、内ローラとトリポード軸部とのトルク伝達部位において、凸状同士の接触となる。従って、内ローラとトリポード軸部との接触面圧が大きくなり、寿命が低下するおそれがある。つまり、内ローラとトリポード軸部との接触部位の面圧を低減することが可能な構成が望まれる。

また、特許文献３および４に記載の摺動式トリポード形等速ジョイントでは、内ローラとトリポード軸部との接触範囲は、上述した特許文献１と同様である。従って、その楕円状の接触範囲を狭くすることが求められる。さらに、特許文献３および４においては、内ローラとトリポード軸部との軸方向への相対移動が規制されているため、内ローラがニードルローラおよび外ローラに対して軸方向へ相対移動可能な構成としている。しかし、この場合、一部のニードルローラにて内ローラとの間で滑り摩擦が発生する。このことにより、ニードルローラ全体の周方向への転動に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、軸方向への摺動は、特許文献１または２のように、内ローラとトリポード軸部との間で行われることが望まれる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、内ローラとトリポード軸部との接触面圧を低減しつつ、楕円状の接触範囲を狭くするとともに、内ローラとトリポード軸部との間で軸方向に摺動できる摺動式トリポード形等速ジョイントを提供することを目的とする。

本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントは、筒状からなり、内周面にその軸方向に延びる３本のローラ溝が形成された外輪と、シャフトに連結されるボス部、および、ボス部の外周面からそれぞれボス部の径方向外方に延びるように立設されそれぞれのローラ溝に挿入される３本のトリポード軸部を備えるトリポードと、環状からなり、トリポード軸部に対して回転且つ揺動可能でありトリポード軸部の延伸方向に摺動可能にトリポード軸部に支持されるとともに、ローラ溝に転動可能に嵌挿されるローラとを備える。

そして、トリポード軸部の外周面は、ボス部の径方向断面において弧凸状に形成され、ローラは、その軸心がローラ溝の延伸方向に直交するようにローラ溝に嵌挿される外ローラと、筒状からなり、その最大内径Ｄ１がトリポード軸部の延伸直交方向断面における最大外接円の直径ｄ１より大きく設定され、トリポード軸部に対してトリポード軸部の延伸方向に相対移動可能となるように、その内周面の軸方向断面形状が弧凹状に形成され、外ローラに対して相対回転可能であり外ローラの径方向内方に同軸的に配置され且つ外ローラに対する軸方向移動を規制される内ローラとを備える。

本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントによれば、内ローラがトリポード軸部に対してトリポード軸部の延伸方向に相対移動可能となるように、内ローラの内周面の軸方向断面形状が弧凹状に形成されている。従って、内ローラとトリポード軸部とがその軸方向に相対移動が可能となる。一方、内ローラは、外ローラに対して軸方向への移動が規制されている。

さらに、本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントによれば、内ローラの内周面の軸方向断面形状を弧凹状とし、トリポード軸部の外周面の延伸方向断面形状を弧凸状としている。さらに、内ローラの最大内径Ｄ１が、トリポード軸部の延伸直交方向断面における最大外接円の直径ｄ１より大きく形成されるように設定されている。つまり、内ローラとトリポード軸部との軸方向相対位置に応じて、内ローラとトリポード軸部とが接触する楕円状範囲の周方向長さ（楕円状の接触範囲の長径に相当する長さ）が異なることになる。従って、特許文献１に比べて、楕円状の接触範囲の周方向長さが短くなる場合が必ず存在する。これにより、等速ジョイントが回転する際に生じる摩擦モーメントを低減でき、結果として誘起スラスト力の低減を図ることができる。

さらに、内ローラとトリポード軸部は、一方が凹状で、他方が凸状であり、特許文献２のような凸状同士の接触ではない。従って、特許文献２に比べて、両者の面圧を低減でき、寿命の向上を図ることができる。

ここで、トリポード軸部の延伸直交方向断面における最大外接円が位置する延伸方向位置を軸部基準位置と定義し、軸部基準位置からトリポード軸部の先端側への距離に対する軸部基準位置から先端側へ向かって縮径する外接円の縮径量を軸部第一縮径率と定義し、軸部基準位置からトリポード軸部の基端側への距離に対する軸部基準位置から基端側へ向かって縮径する外接円の縮径量を軸部第二縮径率と定義する。内ローラの内周面のうち最大内径が位置する軸方向位置をローラ基準位置と定義し、ローラ基準位置からトリポード軸部の先端側に対応する内ローラの一端側への距離に対するローラ基準位置から一端側へ向かって縮径する内径の縮径量をローラ第一縮径率と定義し、ローラ基準位置からトリポード軸部の基端側に対応する内ローラの他端側への距離に対するローラ基準位置から他端側へ向かって縮径する内径の縮径量をローラ第二縮径率と定義する。

そして、本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントにおいて、軸部第一縮径率は、ローラ第一縮径率より大きく設定し、軸部第二縮径率は、ローラ第二縮径率より大きく設定するとよい。これにより、内ローラとトリポード軸部とを確実に軸方向へ相対移動できる。

また、本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントにおいて、トリポード軸部の外周面におけるボス部の径方向断面形状は、円弧凸状からなり、内ローラの内周面における前記内ローラの軸方向断面形状は、円弧凹状からなり、トリポード軸部の外周面におけるボス部の径方向断面の半径ｒａと、内ローラの内周面における内ローラの軸方向断面の半径Ｒａとは、式（１）の関係を満たすとよい。これにより、確実に、内ローラが、トリポード軸部に対してトリポード軸部の延伸方向に相対移動可能となる。

このように、トリポード軸部の外周面側を円弧凸状とし、内ローラの内周面側を円弧凹状とする場合、内ローラの内周面における内ローラの軸方向断面の半径Ｒａと、内ローラの内周面の最大内径Ｄ１とは、式（２）の関係を満たすとよい。これにより、トリポード軸部と内ローラとの、トリポード軸部の延伸方向への相対移動量を十分に大きく確保できる。さらに、内ローラの開口直径を比較的大きくできる。従って、トリポード軸部を内ローラの内周側に挿入し易くなる。

また、トリポード軸部の外周面側を円弧凸状とし、内ローラの内周面側を円弧凹状とする場合、トリポード軸部の外周面におけるボス部の径方向断面の半径ｒａと、内ローラの内周面の最大内径Ｄ１とは、式（３）の関係を満たすとよい。これにより、トリポード軸部と内ローラとの、トリポード軸部の延伸方向への相対移動量を十分に大きく確保できる。

また、トリポード軸部の外周面側を円弧凸状とし、内ローラの内周面側を円弧凹状とする場合、トリポード軸部の外周面におけるボス部の径方向断面の半径ｒａと、内ローラの内周面における内ローラの軸方向断面の半径Ｒａと、内ローラの内周面の最大内径Ｄ１とは、式（４）の関係を満たすとより。これにより、トリポード軸部と内ローラとの、トリポード軸部の延伸方向への相対移動量をより確実に確保できる。さらに、内ローラの開口直径を比較的大きくできる。従って、トリポード軸部を内ローラの内周側に挿入し易くなる。

上述した本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントにおいて、トリポード軸部の外周面側を円弧凸状とし、内ローラの内周面側を円弧凹状としたが、この他に以下のようにしてもよい。すなわち、本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントにおいて、トリポード軸部の外周面におけるボス部の径方向断面形状は、トリポード軸部の延伸方向が短径となる楕円状に形成され、内ローラの内周面における内ローラの軸方向断面形状は、円弧凹状からなるようにしてもよい。この場合にも、確実に、内ローラが、トリポード軸部に対してトリポード軸部の延伸方向に相対移動可能となる。

また、上記の他に、本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントにおいて、トリポード軸部の外周面におけるボス部の径方向断面形状は、円弧凸状からなり、内ローラの内周面における内ローラの軸方向断面形状は、内ローラの軸方向が長径となる楕円状に形成されるようにしてもよい。この場合にも、確実に、内ローラが、トリポード軸部に対してトリポード軸部の延伸方向に相対移動可能となる。さらに、内ローラの開口直径を比較的大きくできる。従って、トリポード軸部を内ローラの内周側に挿入し易くなる。

また、上記の他に、本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントにおいて、トリポード軸部の外周面におけるボス部の径方向断面形状は、トリポード軸部の延伸方向が短径となる楕円状に形成され、内ローラの内周面における内ローラの軸方向断面形状は、内ローラの軸方向が長径となる楕円状に形成されるようにしてもよい。この場合にも、確実に、内ローラが、トリポード軸部に対してトリポード軸部の延伸方向に相対移動可能となる。さらに、内ローラの開口直径を比較的大きくできる。従って、トリポード軸部を内ローラの内周側に挿入し易くなる。

ここで、上述においては、トリポード軸部の延伸方向断面形状および内ローラの軸方向断面形状について説明した。次に、トリポード軸部の延伸直交方向断面形状および内ローラの径方向断面形状について説明する。

すなわち、本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントにおいて、トリポード軸部の外周面におけるトリポード軸部の延伸直交方向断面形状は、真円に形成されるようにしてもよい。これにより、トリポード軸部の外周面の加工が容易となり、低コスト化を図ることができる。

また、真円の他に、トリポード軸部の外周面におけるトリポード軸部の延伸直交方向断面形状は、ボス部の軸方向側が短径となりボス部の周方向側が長径となる楕円状に形成されるようにしてもよい。これにより、内ローラとトリポード軸部とが接触する楕円状範囲の周方向長さを、より短くできる。従って、等速ジョイントが回転する際に生じる摩擦モーメントをより低減でき、結果として誘起スラスト力のさらなる低減を図ることができる。

また、真円、楕円の他に、トリポード軸部の外周面におけるトリポード軸部の延伸直交方向断面形状は、ボス部の軸方向側が短手方向でありボス部の周方向側が長手方向であって、長手方向の両端面におけるトリポード軸部の延伸直交方向断面形状は、円弧凸状からなり、当該長手方向の両端面におけるトリポード軸部の延伸直交方向断面の半径ｒｂと、トリポード軸部の延伸直交方向断面における最大外接円の直径ｄ１とは、式（５）の関係を満たすようにしてもよい。

ｒｂ＝ｄ１／２の場合には、上述した真円の場合とほぼ同様となる。そして、ｒｂ＜ｄ１／２の場合には、内ローラとトリポード軸部とが接触する楕円状範囲の周方向長さを、より短くできる。従って、等速ジョイントが回転する際に生じる摩擦モーメントをより低減でき、結果として誘起スラスト力のさらなる低減を図ることができる。

なお、上記における円弧凹状、円弧凸状、楕円、真円などの形状に形成されるとは、設計上、該当形状に設計されて、その設計寸法に基づいて形成されることを意味する。従って、製造誤差などにより、結果的に該当形状に形成されることを意味するものではない。例えば、楕円に形成されるとは、楕円に設計されて、その設計寸法に基づいて加工されることを意味する。つまり、楕円に形成されるとは、真円に形成されるつもりで、製造誤差などにより、結果的に楕円に形成されるものを含むものではない。

本発明の摺動式トリポード形等速ジョイントによれば、内ローラとトリポード軸部との接触面圧を低減しつつ、楕円状の接触範囲を狭くするとともに、内ローラとトリポード軸部との間で軸方向に摺動できる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。ここで、本実施形態の摺動式トリポード型等速ジョイント（以下、単に「等速ジョイント」と称する。）は、車両の動力伝達シャフトの連結に用いる場合を例に挙げて説明する。例えば、ディファレンシャルギヤに連結された軸部とドライブシャフトなどのシャフトとの連結部位に用いる場合である。

＜第一実施形態＞
（等速ジョイント１の構成）
第一実施形態の等速ジョイント１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、等速ジョイント１の一部を径方向に切断した断面図（径方向断面図）である。

この等速ジョイント１は、図１に示すように、ディファレンシャルギヤ（図示せず）に連結される外輪１０と、シャフト（図示せず）に連結されるトリポード２０と、外輪１０とトリポード２０との間に介在するローラ３０とから構成される。

外輪１０は、筒状（例えば、有底筒状）に形成されており、一端側がディファレンシャルギヤに連結されている。そして、外輪１０の筒状部分の内周面には、外輪軸方向（図１の前後方向）に延びるローラ溝１１が、外輪軸の周方向に等間隔に３本形成されている。

トリポード２０は、外輪１０の筒状部分の内側に配置されている。このトリポード２０は、ボス部２１と、３本のトリポード軸部２２とを備える。ボス部２１は、円筒状からなり、内周側には内周スプライン２１ａが形成されている。この内周スプライン２１ａは、ドライブシャフト（図示せず）の端部の外周スプラインに嵌合連結される。

それぞれのトリポード軸部２２は、ボス部２１の外周面からそれぞれボス部２１の径方向外方に延びるように立設されている。これらのトリポード軸部２２は、ボス部２１の周方向に等間隔（１２０度間隔）に形成されている。そして、それぞれのトリポード軸部２２の先端部は、外輪１０のそれぞれのローラ溝１１内に挿入されている。なお、トリポード軸部２２の詳細形状については、後述する。

ローラ３０は、全体形状としては、環状からなる。このローラ３０は、トリポード軸部２２の外周側に配置されている。このローラ３０は、トリポード軸部２２に対して回転且つ揺動可能に、トリポード軸部２２に支持されている。さらに、ローラ３０は、トリポード軸部２２の延伸方向に摺動可能となるように、トリポード軸部２２に支持されている。そして、ローラ３０は、ローラ溝１１に転動可能に嵌挿されている。このローラ３０は、外ローラ３１と、内ローラ３２と、ニードルローラ３３と、止め輪３４、３５とから構成される。

外ローラ３１は、円筒状に形成されている。この外ローラ３１の外周面は、ローラ溝１１に対応する形状、すなわちローラ溝１１を反転した形状からなる。そして、外ローラ３１は、その軸心がローラ溝１１の延伸方向に直交するように、ローラ溝１１に嵌挿されている。また、外ローラ３１の内周面は、円筒状、すなわち、外ローラ３１の軸方向に亘ってほぼ同径に形成されている。ただし、外ローラ３１の内周面の両開口側には、全周に亘って止め輪溝３１ａ、３１ｂが形成されている。

内ローラ３２は、筒状に形成されている。内ローラ３２の軸方向長さは、外ローラ３１に形成された止め輪溝３１ａ、３１ｂ間の離間距離に相当する。内ローラ３２の外周面は、円筒状、すなわち、内ローラ３２の軸方向全体に亘って同径に形成されている。この内ローラ３２の外径は、外ローラ３１の内径より小さな外径に形成されている。そして、内ローラ３２は、外ローラ３１の径方向内方に離隔して配置されている。この内ローラ３２と外ローラ３１との隙間には、全周に亘って、複数のニードルローラ３３が配置されている。そして、このニードルローラ３３を介することで、内ローラ３２は、外ローラ３１に対して相対回転可能とされている。さらに、内ローラ３２は、外ローラ３１に対して、径方向内方に同軸的に配置されている。また、内ローラ３２の内周面３２ａにおける内ローラ３２の軸方向断面形状が、円弧凹状に形成されている。この内ローラ３２の内周面３２ａの詳細については、後述する。

止め輪３４、３５は、切り込み部分が形成されたＣ字型状からなる。つまり、止め輪３４、３５は、縮径可能な形状からなる。これらの止め輪３４、３５は、外ローラ３１の止め輪溝３１ａ、３１ｂにそれぞれ嵌め込まれる。そして、止め輪３４、３５は、内ローラ３２およびニードルローラ３３に対して、ローラ３０の軸心方向に係合するようにされている。つまり、止め輪３４、３５は、内ローラ３２およびニードルローラ３３が、外ローラ３１に対して、軸方向に相対的に移動することを規制している。

（トリポード軸部２２の詳細形状）
次に、トリポード軸部２２の詳細形状について、図２（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図２は、トリポード軸部２２と内ローラ３２のみに関する図である。具体的には、図２（ａ）は、トリポード軸部２２および内ローラ３２の、トリポード軸部２２の延伸方向断面図（内ローラ３２の軸方向断面図でもある）である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。すなわち、図２（ｂ）は、トリポード軸部２２および内ローラ３２の、トリポード軸部２２の延伸直交方向断面図（内ローラ３２の軸直交方向断面図でもある）である。

ここで、以下、図２（ａ）に示すようなトリポード軸部２２の外周面２２ａにおけるボス部２１の径方向断面を、「トリポード軸部２２の第一縦断面」と称する。また、図示しないが、トリポード軸部２２の外周面２２ａにおけるシャフト軸方向の断面を、「トリポード軸部２２の第二縦断面」と称する。また、図２（ｂ）に示すようなトリポード軸部２２の外周面２２ａにおけるトリポード軸部２２の延伸直交方向断面を、「トリポード軸部２２の横断面」と称する。また、トリポード軸部２２の軸心を通り、トリポード軸部２２の延伸方向の中央部を、ｏ１とする。

図２（ｂ）に示すように、トリポード軸部２２は、頂面２２ｂを有し、ボス部２１側には、くびれ部２２ｃを有する。

このトリポード軸部２２の横断面形状は、真円の図２（ｂ）の上下面を切り取った形状からなる。すなわち、トリポード軸部２２の横断面形状は、ボス部２１の軸方向側（シャフト軸方向側）が短手方向であり、ボス部２１の周方向側（トルク伝達方向側）が長手方向となる。そして、この短手方向幅は、トリポード軸部２２の延伸方向全体に亘って、ｗ１である。

一方、長手方向幅は、図２（ａ）に示すように、トリポード軸部２２の延伸方向中央部が最も大きなｄ１である。つまり、トリポード軸部２２の横断面の最大外接円の直径がｄ１となる。従って、このトリポード軸部２２の横断面において、短手方向幅ｗ１と、長手方向の最大幅ｄ１とは、式（６）の関係となる。

そして、長手方向幅は、トリポード軸部２２の延伸方向中央部から先端側に向かって小さくなり、且つ、当該中央部から基端側に向かって小さくなる。具体的には、トリポード軸部２２の横断面形状の長手方向の両端面は、円弧凸状からなる。この横断面形状の円弧凸状の半径ｒｂと、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１との関係は、式（７）の関係となる。さらに、トリポード軸部２２の頂面２２ｂにおける外接円の直径ｄ２、および、トリポード軸部２２の下面２２ｄにおける外接円の直径ｄ３は、同一としている。つまり、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１、頂面２２ｂの外接円の直径ｄ２、および、下面２２ｄの外接円の直径ｄ３の関係は、式（８）の関係となる。ここで、頂面２２ｂと下面２２ｄとの軸方向距離は、ｔ１である。なお、トリポード軸部２２の頂面２２ｂは、実際には、僅かに凸状に湾曲した曲面からなり、当該頂面２２ｂの外接円とは、頂面２２ｂとトリポード軸部２２の外周面２２ａとの境界部における外径に相当する。

また、トリポード軸部２２の第一縦断面形状は、円弧凸状に形成されている。この第一縦断面形状の円弧凸状の半径ｒａと、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１との関係は、式（９）の関係となる。つまり、図２（ａ）に示すように、第一縦断面形状の円弧凸状の中心点ｏ３は、トリポード軸部２２の中心点ｏ１より、該当外周面２２ａ側にずれている。

また、図２（ｂ）に示すように、トリポード軸部２２の横断面形状が真円の図２（ｂ）の上下面を切り取った形状からなるため、トリポード軸部２２の第二縦断面形状は、直線状となる。

（内ローラ３２の詳細形状）
次に、内ローラ３２の詳細形状について、図２（ａ）（ｂ）を参照して説明する。ここで、以下、図２（ａ）に示すような内ローラ３２の内周面３２ａにおける内ローラ３２の軸方向断面を、「内ローラ３２の縦断面」と称する。また、図２（ｂ）に示すような内ローラ３２の内周面３２ａにおける内ローラ３２の径方向断面を、「内ローラ３２の横断面」と称する。また、内ローラ３２の軸心を通り、内ローラ３２の軸方向の中央部を、Ｏ２とする。

内ローラ３２の横断面形状は、内ローラ３２の軸方向全体に亘って、真円状に形成されている。この内ローラ３２の横断面形状は、図２（ａ）に示すように、内ローラ３２の軸方向中央部が最も大きなＤ１である。つまり、内ローラ３２の最大内径が、Ｄ１となる。この内ローラ３２の最大内径Ｄ１は、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１より大きくされている。つまり、内ローラ３２の最大内径Ｄ１と、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１との関係は、式（１０）の関係となる。

そして、内ローラ３２の縦断面形状は、内ローラ３２の軸方向中央部から一方開口３２ｂ（図２（ａ）の下方開口）に向かって小さくなり、且つ、当該中央部から他方開口３２ｃ（図２（ａ）の上方開口）に向かって小さくなる。具体的には、内ローラ３２の縦断面形状は、円弧凹状からなる。この内ローラ３２の縦断面形状の円弧凹状の半径Ｒａと、内ローラ３２の最大内径Ｄ１との関係は、式（１１）の関係となる。つまり、図２（ａ）に示すように、内ローラ３２の縦断面形状の円弧凹状の中心点Ｏ４は、内ローラ３２の中心点ｏ２より、該当内周面から遠い側にずれている。

さらに、内ローラ３２の一方開口３２ｂの直径Ｄ２、および、他方開口３２ｃの直径Ｄ３とは、同一としている。さらに、内ローラ３２の開口３２ｂ、３２ｃの直径Ｄ２、Ｄ３は、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１より小さくされている。さらに、内ローラ３２の開口３２ｂ、３２ｃの直径Ｄ２、Ｄ３は、トリポード軸部２２の横断面形状の短手方向幅ｗ１より大きくされている。つまり、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１、トリポード軸部２２の横断面形状の短手方向幅ｗ１、一方開口３２ｂの直径Ｄ２、および、他方開口３２ｃの直径Ｄ３の関係は、式（１２）の関係となる。

そして、式（９）（１０）（１１）の関係から、式（１３）の関係を導き出すことができる。さらに、内ローラ３２の軸方向幅は、Ｔ１である。この内ローラ３２の軸方向幅Ｔ１と、トリポード軸部２２の頂面２２ｂと下面２２ｄとの軸方向距離ｔ１との関係は、式（１４）の関係となる。

つまり、式（１３）の関係から、以下のことが言える。まず、トリポード軸部２２の横断面における最大外接円が位置する延伸方向位置を軸部基準位置と定義する。続いて、軸部基準位置からトリポード軸部２２の先端側（頂面２２ｂ側）への距離に対する、軸部基準位置から先端側へ向かって縮径する外接円の縮径量を軸部第一縮径率と定義する。続いて、軸部基準位置からトリポード軸部２２の基端側（下面２２ｄ側）への距離に対する、軸部基準位置から基端側へ向かって縮径する外接円の縮径量を軸部第二縮径率と定義する。

さらに、内ローラ３２の内周面３２ａのうち最大内径が位置する軸方向位置をローラ基準位置と定義する。続いて、ローラ基準位置からトリポード軸部２２の先端側に対応する一端側（他方開口３２ｃ側）への距離に対する、ローラ基準位置から内ローラ３２の一端側へ向かって縮径する内径の縮径量をローラ第一縮径率と定義する。続いて、ローラ基準位置からトリポード軸部２２の基端側に対応する内ローラ３２の他端側（一方開口３２ｂ側）への距離に対する、ローラ基準位置から他端側へ向かって縮径する内径の縮径量をローラ第二縮径率と定義する。

このように定義した場合に、式（１３）の関係は、軸部第一縮径率が、ローラ第一縮径率より大きく設定される関係となり、軸部第二縮径率が、ローラ第二縮径率より大きく設定される関係となる。

（トリポード軸部２２と内ローラ３２との組み付け）
次に、トリポード軸部２２と内ローラ３２との組み付けについて、図３を参照して説明する。図３は、トリポード軸部２２に内ローラ３２を組み付ける状態を示す図である。ここで、式（１２）より、内ローラ３２の開口３２ｂ、３２ｃの直径Ｄ２、Ｄ３は、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１より小さい。従って、トリポード軸部２２と内ローラ３２とを同軸上に位置決めした状態で、内ローラ３２の内周側にトリポード軸部２２を挿入することはできない。そこで、図３に示すように、トリポード軸部２２の軸心と内ローラ３２の軸心とが、傾斜して交差するように配置するか、もしくは、ねじれるように配置しておく。この状態にて、内ローラ３２の内周側にトリポード軸部２２を挿入する。

ここで、式（１２）より、トリポード軸部２２の横断面形状の短手方向幅ｗ１が、内ローラ３２の他方開口３２ｃの直径Ｄ３より小さくされている。さらに、式（１３）より、トリポード軸部２２の第一縦断面形状の円弧凸状の半径ｒａは、内ローラ３２の横断面形状の円弧凹状の半径Ｒａより小さくされている。さらに、トリポード軸部２２の第一縦断面形状の円弧凸状の半径ｒａは、内ローラ３２の最大内径Ｄ１の半径Ｄ１／２より小さく、且つ、内ローラ３２の横断面形状の円弧凹状の半径Ｒａは、内ローラ３２の最大内径Ｄ１の半径Ｄ１／２より大きくされている。さらに、トリポード軸部２２の頂面２２ｂと下面２２ｄとの軸方向距離ｔ１が、内ローラ３２の軸方向幅Ｔ１より小さくされている。

そして、トリポード軸部２２の外周面２２ａと内ローラ３２の内周面３２ａを、上記のような形状とすることで、確実に且つ容易に、内ローラ３２の内周側にトリポード軸部２２を挿入できる。

（等速ジョイント１の動作）
次に、等速ジョイント１の動作 具体的には、トリポード軸部２２と内ローラ３２との相互動作について説明する。ここで、内ローラ３２は、止め輪３４、３５により、外ローラ３１に対して軸方向に相対的に移動できないように規制されている。

一方、式（１０）より、内ローラ３２の最大内径Ｄ１は、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１より大きくされている。さらに、式（１３）より、軸部第一縮径率が、ローラ第一縮径率より大きく設定される関係となり、軸部第二縮径率が、ローラ第二縮径率より大きく設定される関係となる。つまり、トリポード軸部２２が内ローラ３２の内周側に挿入された状態において、トリポード軸部２２の外周面２２ａと内ローラ３２の内周面３２ａとの間に、径方向隙間が形成されている。従って、トリポード軸部２２は、内ローラ３２の内周側において、その軸方向に相対移動可能となる。さらに、トリポード軸部２２は、内ローラ３２に対して揺動且つ回転可能となる。

そして、式（１２）より、内ローラ３２の開口３２ｂ、３２ｃの直径Ｄ２、Ｄ３は、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１より小さくされている。従って、図１および図２（ａ）の破線にて示すように、トリポード軸部２２は内ローラ３２の内周側から離脱することがない。

このように、内ローラ３２は、トリポード軸部２２に対して回転且つ揺動可能であるとともに、トリポード軸部２２の延伸方向に摺動可能に、トリポード軸部２２に支持されていることになる。

（トリポード軸部２２と内ローラ３２との接触状態）
次に、等速ジョイント１が回転する際におけるトリポード軸部２２と内ローラ３２との接触状態について説明する。図２（ｂ）に示すように、等速ジョイント１が回転する際には、トリポード軸部２２の横断面形状の長手方向の両端面が、内ローラ３２の内周面３２ａに接触する。このとき、両者の接触範囲は、内ローラ３２の周方向に長い楕円状の範囲となる。ここで、式（７）（１０）より、トリポード軸部２２の横断面形状の長手方向の両端面である円弧凸状の半径ｒｂは、内ローラ３２の最大内径Ｄ１の半径Ｄ１／２より小さくされている。従って、特許文献１に比べて、両者の楕円状の接触範囲の長径が短くなる。これにより、トリポード軸部２２が内ローラ３２に対して揺動する際に、トリポード軸部２２と内ローラ３２との間に生じる摩擦モーメントを低減できる。その結果、誘起スラスト力を低減できる。

さらに、トリポード軸部２２の第一縦断面形状を円弧凸状とし、内ローラ３２の縦断面形状を円弧凹状とすることで、特許文献２に比べて、トリポード軸部２２と内ローラ３２との接触面圧が低減される。従って、両者の寿命を向上できる。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態の等速ジョイント１について、図４を参照して説明する。図４は、トリポード軸部１２２および内ローラ３２の軸方向断面図である。ここで、第二実施形態における等速ジョイント１は、上記第一実施形態の等速ジョイント１に対して、トリポード軸部１２２が相違する。より具体的には、トリポード軸部１２２の外周面１２２ａにおけるボス部２１の径方向断面、すなわち、トリポード軸部１２２の第一縦断面形状のみが相違する。そこで、トリポード軸部１２２の第一縦断面形状のみについて説明し、その他の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

トリポード軸部１２２の第一縦断面形状は、円弧凸状に形成されている。この第一縦断面形状の円弧凸状の半径ｒａは、トリポード軸部１２２の最大外接円の直径ｄ１の半分である。つまり、第一縦断面形状の円弧凸状の半径ｒａと、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１との関係は、式（１５）の関係となる。つまり、図２（ａ）に示すように、第一縦断面形状の円弧凸状の中心点ｏ３は、トリポード軸部２２の中心点ｏ１より、該当外周面２２ａ側にずれている。

このようにした場合であっても、実質的に、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。ただし、トリポード軸部１２２と内ローラ３２との組み付けの際に、第一実施形態の場合に比べると組付性が劣る。

＜第三実施形態＞
次に、第三実施形態の等速ジョイント１について、図５を参照して説明する。図５は、トリポード軸部２２２および内ローラ３２の軸方向断面図である。ここで、第三実施形態における等速ジョイント１は、上記第一実施形態の等速ジョイント１に対して、トリポード軸部２２２が相違する。より具体的には、トリポード軸部２２２の外周面２２２ａにおけるボス部２１の径方向断面、すなわち、トリポード軸部２２２の第一縦断面形状のみが相違する。そこで、トリポード軸部２２２の第一縦断面形状のみについて説明し、その他の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

トリポード軸部２２２の第一縦断面形状は、トリポード軸部２２２の延伸方向が短径となる楕円状に形成されている。具体的には、当該楕円状の短径ｄ４は、トリポード軸部２２２の最大外接円の直径、すなわち当該楕円状の長径に相当するｄ１よりも小さくなる。さらに、当該楕円状の短径ｄ４は、内ローラ３２の軸方向幅Ｔ１よりも大きく設定されている。つまり、当該楕円状の短径ｄ４、トリポード軸部２２２の最大外接円の直径ｄ１、および、内ローラ３２の軸方向幅Ｔ１との関係は、式（１６）の関係となる。

このようにした場合であっても、実質的に、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。そして、トリポード軸部２２２と内ローラ３２との組み付けの際の組付性についても、第一実施形態と同様である。

＜第四実施形態＞
次に、第四実施形態の等速ジョイント１について、図６を参照して説明する。図６は、トリポード軸部１２２および内ローラ３３２の軸方向断面図である。ここで、第四実施形態における等速ジョイント１は、上記第二実施形態の等速ジョイント１に対して、内ローラ３３２が相違する。より具体的には、内ローラ３３２の内周面３３２ａにおける内ローラ３３２の軸方向断面、すなわち、内ローラ３３２の縦断面形状のみが相違する。そこで、内ローラ３３２の縦断面形状のみについて説明し、その他の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

内ローラ３３２の縦断面形状は、内ローラ３３２の軸方向が長径となる楕円状に形成されている。つまり、当該楕円状の短径は、内ローラ３３２の最大内径Ｄ１となる。

このようにした場合、実質的に、第二実施形態と同様の効果を奏することができる。そして、トリポード軸部１２２と内ローラ３３２との組み付けの際の組付性についても、第二実施形態と同様である。

＜第五実施形態＞
次に、第五実施形態の等速ジョイント１について、図７を参照して説明する。図７は、トリポード軸部４２２および内ローラ２３２の軸方向断面図である。ここで、第五実施形態における等速ジョイント１は、上記第三実施形態の等速ジョイント１に対して、内ローラ４３２が相違する。より具体的には、内ローラ４３２の内周面４３２ａにおける内ローラ４３２の軸方向断面、すなわち、内ローラ４３２の縦断面形状のみが相違する。そこで、内ローラ４３２の縦断面形状のみについて説明し、その他の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

内ローラ４３２の縦断面形状は、内ローラ４３２の軸方向が長径となる楕円状に形成されている。つまり、当該楕円状の短径は、内ローラ４３２の最大内径Ｄ１となる。このようにした場合、実質的に、第三実施形態と同様の効果を奏することができる。そして、トリポード軸部２２２と内ローラ４３２との組み付けの際の組付性についても、第三実施形態と同様である。

＜第六実施形態＞
次に、第六実施形態の等速ジョイント１について、図８を参照して説明する。図８は、トリポード軸部５２２および内ローラ３２の径方向断面図である。ここで、第六実施形態における等速ジョイント１は、上記第一実施形態の等速ジョイント１に対して、トリポード軸部５２２が相違する。より具体的には、トリポード軸部５２２の外周面５３２ａにおける延伸直交方向断面、すなわち、トリポード軸部５２２の横断面形状のみが相違する。さらに具体的には、トリポード軸部５２２の横断面形状における長手方向の両端面のみが相違する。そこで、トリポード軸部５２２の横断面形状における長手方向の両端面のみについて説明し、その他の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

トリポード軸部５２２の横断面形状における長手方向の両端面は、円弧凸状からなる。この横断面形状における円弧凸状の半径ｒｂは、トリポード軸部５２２の最大外接円の直径ｄ１よりも小さく設定されている。すなわち、この横断面形状の円弧凸状の半径ｒｂと、トリポード軸部２２の最大外接円の直径ｄ１との関係は、式（１７）の関係となる。

このようにすることで、内ローラ３２とトリポード軸部５２２とが接触する楕円状範囲の周方向長さを、より短くできる。従って、等速ジョイント１が回転する際に生じる摩擦モーメントをより低減でき、結果として誘起スラスト力のさらなる低減を図ることができる。

＜第七実施形態＞
次に、第七実施形態の等速ジョイント１について、図９を参照して説明する。図９は、トリポード軸部６２２および内ローラ３２の径方向断面図である。ここで、第七実施形態における等速ジョイント１は、上記第一実施形態の等速ジョイント１に対して、トリポード軸部６２２が相違する。より具体的には、トリポード軸部６２２の外周面６３２ａにおける延伸直交方向断面、すなわち、トリポード軸部６２２の横断面形状における長手方向の両端面のみが相違する。そこで、トリポード軸部６２２の横断面形状における長手方向の両端面のみについて説明し、その他の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

トリポード軸部６２２の横断面形状における長手方向の両端面は、楕円状に形成されている。具体的には、シャフト軸方向側（ボス部２１の軸方向側）が楕円状の短径となり、トルク伝達方向側（ボス部２１の周方向側）が楕円状の長径となる。つまり、トリポード軸部６２２の最大外接円の直径ｄ１が、当該楕円状の長径となり、楕円状の短径ｗ２は、トリポード軸部６２２の最大外接円の直径ｄ１より小さく設定されている。

このようにすることで、内ローラ３２とトリポード軸部６２２とが接触する楕円状範囲の周方向長さを、より短くできる。従って、等速ジョイント１が回転する際に生じる摩擦モーメントをより低減でき、結果として誘起スラスト力のさらなる低減を図ることができる。

＜第八実施形態＞
次に、第八実施形態の等速ジョイント１について、図１０を参照して説明する。図１０は、トリポード軸部７２２および内ローラ３２の径方向断面図である。ここで、第八実施形態における等速ジョイント１は、上記第一実施形態の等速ジョイント１に対して、トリポード軸部７２２が相違する。より具体的には、トリポード軸部７２２の外周面７３２ａにおける延伸直交方向断面、すなわち、トリポード軸部７２２の横断面形状が相違する。そこで、トリポード軸部７２２の横断面形状のみについて説明し、その他の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

トリポード軸部７２２の横断面形状は、真円状に形成されている。このトリポード軸部７２２の横断面形状における最大直径は、最大外接円の直径ｄ１となる。

このようにした場合であっても、実質的に、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。ただし、トリポード軸部７２２と内ローラ３２との組み付けの際に、第一実施形態の場合に比べると組付性が劣る。

第一実施形態における等速ジョイント１の一部を径方向に切断した断面図（径方向断面図）である。 第一実施形態におけるトリポード軸部２２と内ローラ３２のみに関する図である。 トリポード軸部２２に内ローラ３２を組み付ける状態を示す図である。 第二実施形態におけるトリポード軸部１２２および内ローラ３２の軸方向断面図である。 第三実施形態におけるトリポード軸部２２２および内ローラ３２の軸方向断面図である。 第四実施形態におけるトリポード軸部１２２および内ローラ３３２の軸方向断面図である。 第五実施形態におけるトリポード軸部４２２および内ローラ２３２の軸方向断面図である。 第六実施形態におけるトリポード軸部５２２および内ローラ３２の径方向断面図である。 第七実施形態におけるトリポード軸部６２２および内ローラ３２の径方向断面図である。 第八実施形態におけるトリポード軸部７２２および内ローラ３２の径方向断面図である。

符号の説明

１：等速ジョイント、
１０：外輪、 １１：ローラ溝、
２０：トリポード、 ２１：ボス部、 ２１ａ：内周スプライン、
２２、１２２、２２２：トリポード軸部、 ２２ａ、１２２ａ、２２２ａ：外周面、
２２ｂ：頂面、 ２２ｃ：くびれ部、 ２２ｄ：下面、
３０：ローラ、 ３１：外ローラ、 ３１ａ、３１ｂ：止め輪溝、
３２、３３２、４３２、５２２、６２２、７２２：内ローラ、
３２ａ、３３２ａ、４３２ａ、５２２ａ、６２２ａ、７２２ａ：内周面、
３２ｂ：一方開口、 ３２ｃ：他方開口、
３３：ニードルローラ、
３４、３５：止め輪

Claims (12)

1. 筒状からなり、内周面にその軸方向に延びる３本のローラ溝が形成された外輪と、
   シャフトに連結されるボス部、および、前記ボス部の外周面からそれぞれ前記ボス部の径方向外方に延びるように立設されそれぞれの前記ローラ溝に挿入される３本のトリポード軸部を備えるトリポードと、
   環状からなり、前記トリポード軸部に対して回転且つ揺動可能であり前記トリポード軸部の延伸方向に摺動可能に前記トリポード軸部に支持されるとともに、前記ローラ溝に転動可能に嵌挿されるローラと、
   を備える摺動式トリポード形等速ジョイントであって、
   前記トリポード軸部の外周面は、前記ボス部の径方向断面において弧凸状に形成され、
   前記ローラは、
   その軸心が前記ローラ溝の延伸方向に直交するように前記ローラ溝に嵌挿される外ローラと、
   筒状からなり、その最大内径Ｄ１が前記トリポード軸部の延伸直交方向断面における最大外接円の直径ｄ１より大きく設定され、前記トリポード軸部に対して前記トリポード軸部の延伸方向に相対移動可能となるように、その内周面の軸方向断面形状が弧凹状に形成され、前記外ローラに対して相対回転可能であり前記外ローラの径方向内方に同軸的に配置され且つ前記外ローラに対する軸方向移動を規制される内ローラと、
   を備えることを特徴とする摺動式トリポード形等速ジョイント。
2. 前記トリポード軸部の延伸直交方向断面における最大外接円が位置する延伸方向位置を軸部基準位置と定義し、
   前記軸部基準位置から前記トリポード軸部の先端側への距離に対する前記軸部基準位置から前記先端側へ向かって縮径する外接円の縮径量を軸部第一縮径率と定義し、
   前記軸部基準位置から前記トリポード軸部の基端側への距離に対する前記軸部基準位置から前記基端側へ向かって縮径する外接円の縮径量を軸部第二縮径率と定義し、
   前記内ローラの内周面のうち最大内径が位置する軸方向位置をローラ基準位置と定義し、
   前記ローラ基準位置から前記トリポード軸部の前記先端側に対応する前記内ローラの一端側への距離に対する前記ローラ基準位置から前記一端側へ向かって縮径する内径の縮径量をローラ第一縮径率と定義し、
   前記ローラ基準位置から前記トリポード軸部の前記基端側に対応する前記内ローラの他端側への距離に対する前記ローラ基準位置から前記他端側へ向かって縮径する内径の縮径量をローラ第二縮径率と定義し、
   前記軸部第一縮径率は、前記ローラ第一縮径率より大きく設定し、
   前記軸部第二縮径率は、前記ローラ第二縮径率より大きく設定する請求項１に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
3. 前記トリポード軸部の外周面における前記ボス部の径方向断面形状は、円弧凸状からなり、
   前記内ローラの内周面における前記内ローラの軸方向断面形状は、円弧凹状からなり、
   前記トリポード軸部の外周面における前記ボス部の径方向断面の半径ｒａと、前記内ローラの内周面における前記内ローラの軸方向断面の半径Ｒａとは、式（１）の関係を満たす請求項１または２に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
   

   
4. 前記内ローラの内周面における前記内ローラの軸方向断面の半径Ｒａと、前記内ローラの内周面の最大内径Ｄ１とは、式（２）の関係を満たす請求項３に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
   

   
5. 前記トリポード軸部の外周面における前記ボス部の径方向断面の半径ｒａと、前記内ローラの内周面の最大内径Ｄ１とは、式（３）の関係を満たす請求項３に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
   

   
6. 前記トリポード軸部の外周面における前記ボス部の径方向断面の半径ｒａと、前記内ローラの内周面における前記内ローラの軸方向断面の半径Ｒａと、前記内ローラの内周面の最大内径Ｄ１とは、式（４）の関係を満たす請求項３に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
   

   
7. 前記トリポード軸部の外周面における前記ボス部の径方向断面形状は、前記トリポード軸部の延伸方向が短径となる楕円状に形成され、
   前記内ローラの内周面における前記内ローラの軸方向断面形状は、円弧凹状からなる請求項１または２に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
8. 前記トリポード軸部の外周面における前記ボス部の径方向断面形状は、円弧凸状からなり、
   前記内ローラの内周面における前記内ローラの軸方向断面形状は、前記内ローラの軸方向が長径となる楕円状に形成される請求項１または２に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
9. 前記トリポード軸部の外周面における前記ボス部の径方向断面形状は、前記トリポード軸部の延伸方向が短径となる楕円状に形成され、
   前記内ローラの内周面における前記内ローラの軸方向断面形状は、前記内ローラの軸方向が長径となる楕円状に形成される請求項１または２に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
10. 前記トリポード軸部の外周面における前記トリポード軸部の延伸直交方向断面形状は、真円に形成される請求項１〜９の何れか一項に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
11. 前記トリポード軸部の外周面における前記トリポード軸部の延伸直交方向断面形状は、前記ボス部の軸方向側が短径となり前記ボス部の周方向側が長径となる楕円状に形成される請求項１〜９の何れか一項に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
12. 前記トリポード軸部の外周面における前記トリポード軸部の延伸直交方向断面形状は、前記ボス部の軸方向側が短手方向であり前記ボス部の周方向側が長手方向であって、
    前記長手方向の両端面における前記トリポード軸部の延伸直交方向断面形状は、円弧凸状からなり、
    当該長手方向の両端面における前記トリポード軸部の延伸直交方向断面の半径ｒｂと、前記トリポード軸部の延伸直交方向断面における最大外接円の直径ｄ１とは、式（５）の関係を満たす請求項１〜９の何れか一項に記載の摺動式トリポード形等速ジョイント。
    

    

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