JP2009058078A - トリポード型等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】トリポード型等速自在継手の組立作業を簡略にする。
【解決手段】トリポード型等速自在継手は、内周の円周方向三等分位置に軸線方向に延びるトラック溝14を形成し、各トラック溝14の両側壁にローラ案内面16を形成した外輪10と、円周方向三等分位置から半径方向に突出した脚軸26を有するトラニオン20と、脚軸26に回転自在に支持され、トラック溝14内でローラ案内面16に沿って転動しながら外輪10の軸方向に移動可能なローラ30と、脚軸26とローラ30との間に介在させた複数の針状ころ32とを有し、脚軸26に軌道輪34を嵌合させ、かつ、軌道輪34と針状ころ32とがユニット化してある。
【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し、自動車や各種産業機械の動力伝達装置に利用することができる。

トリポード型等速自在継手は角度変位のみならず軸方向変位も可能なしゅう動式等速自在継手の一種で、図８に示すように、外側継手部材としての外輪（図２参照）と、内側継手部材としてのトラニオン１２０と、トルク伝達要素としてのローラ１３０を主要な構成要素としている。ローラ１３０は針状ころ１３２を介して回転自在に脚軸１２６に支持させてある。

針状ころ１３２は脚軸１２６とローラ１３０との間に総ころ状態で介在させてあり、トラニオン１２０の半径方向で見た外側の端面にてアウタ・ワッシャ１３６と接し、それとは反対側の端面にてインナ・ワッシャ１３４と接している。インナ・ワッシャ１３４は、脚軸１２６の根元とトラニオン１２０のボス部１２２との境目に形成した肩面１２５に着座させてある。

アウタ・ワッシャ１３６は脚軸１２６の環状溝１２８に装着したクリップ１３８によって軸方向移動を規制されているため、結局、針状ころ１３２も軸方向移動を規制される。すなわち、脚軸１２６の根元側に向かう動きに関しては脚軸１２６の根元の段部およびインナ・ワッシャ１３４で位置規制をし、脚軸１２６の先端側に向かう動きに関してはアウタ・ワッシャ１３６で位置規制すなわち抜け止めをする。アウタ・ワッシャ１３６は、脚軸１２６の半径方向に延びた円盤部と、脚軸１２６の軸線方向に延びた円筒部とからなる。アウタ・ワッシャ１３６の円筒部はローラ１３０の内径よりも小さな外径を有し、トラニオン１２０の半径方向で見た外側の端部にてローラ１３０の内径よりも大径に拡大している。したがって、ローラ１３０は脚軸１２６の軸線方向に移動することができる。

図８の分解図である図９を参照して述べると、トリポード型等速自在継手の一般的な組み立て方法は次のとおりである。すなわち、脚軸１２６にインナ・ワッシャ１３４を取り付け、脚軸１２６の外周に針状ころ１３２を配列させて保持し、針状ころ１３２の外側にローラ１３０をはめる。その後、アウタ・ワッシャ１３６、続いてクリップ１３８を装着する。

図１０にトラニオン１２０の断面すなわち、脚軸１２６の軸線を含み、トラニオン１２０の軸線に垂直な断面を示す。なお、斜線部は表面硬化層を表している。図示のとおり、外周に関してはボス部１２２、肩面１２５、脚軸１２６のすべてを含む外表面に硬化層が形成してあり、内周に関してはスプライン孔１２４の全周にわたって硬化層が形成してある。この場合、表面効果処理は浸炭焼入れによる。
特開昭５５−５１１２５号公報

従来のトリポード型等速自在継手は、上に述べたように脚軸１２６の先端側に取り付けたアウタ・ワッシャ１３６とクリップ１３８によって針状ころ１３２の飛び出しを防止するようになっている。継手が作動角をとった状態では、継手の回転に伴いローラ１３０に対して脚軸１２６が相対的に軸方向移動するため、針状ころ１３２の軸方向の位置規制が必要である。
しかし、アウタ・ワッシャ１３６とクリップ１３８により位置規制をする従来の構造では組立てに手間と時間がかかり、コストアップの原因となる。加えて、トリポード型等速自在継手の組立の際、ローラ１３０と脚軸１２６の間に介在させる針状ころ１３２の組み付けと本数確認に時間がかかるという問題がある。

そこで、この発明の目的は、トリポード型等速自在継手の組立作業を簡略にすることにある。

この発明は、脚軸に軌道輪を嵌合させて軌道輪の外周面を針状ころが転動する軌道面とし、かつ、軌道輪と針状ころをユニット化することにより課題を解決した。
すなわち、この発明のトリポード系等速自在継手は、内周の円周方向三等分位置に軸線方向に延びるトラック溝を形成し、各トラック溝の両側壁にローラ案内面を形成した外輪と、円周方向三等分位置から半径方向に突出した脚軸を有するトラニオンと、前記脚軸に回転自在に支持され、前記トラック溝内で前記ローラ案内面に沿って転動しながら外輪軸方向に移動可能なローラと、前記脚軸と前記ローラとの間に介在させた複数の針状ころとを有するトリポード型等速自在継手において、少なくとも前記軌道輪と前記針状ころをユニット化し、かつ、前記脚軸に軌道輪を嵌合させたことを特徴とするものである。
軌道輪と針状ころをユニット化したことにより、両者はユニットハンドリング可能となるため、取り扱いが非常に容易で、組立作業の能率が向上するばかりでなく、改めて針状ころの数を確認する必要もない。

軌道輪を嵌合させたことにより、軌道輪の内周面は脚軸の外周面と嵌合し、外周面は針状ころが転走する軌道面となる。内側軌道面としての軌道輪の外周面と、外側軌道面としてのローラの内周面は、両者間に針状ころが介在することによって相対回転自在である。この場合、脚軸と嵌合させた軌道輪は静止側となるため、結局、転がり軸受にたとえるならば外輪回転タイプに相当する。

針状ころは、軌道輪の外周に総ころ状態で配列してもよく、あるいは、保持器で保持した状態で配列してもよい（請求項２）。軌道輪の端縁を半径方向に折り曲げて、針状ころの端部と係合させることにより、保持器が半径方向外側に倒れるのを防止してもよい。あるいは、保持器を使用する場合、保持器の柱部に設けた爪で針状ころが半径方向外側に倒れるのを防止するようにしてもよい。

保持器を使用する場合、軌道輪と針状ころと保持器をユニット化してもよい。たとえば、軌道輪は、円筒部と、円筒部の両端から半径方向外側に立ち上がったフランジ部とからなり（請求項３）、円筒部で脚軸と嵌合し、フランジ部で針状ころと保持器の軸方向の位置規制をする。

脚軸に形成した環状溝にクリップを装着することによって軌道輪の抜け止めをしてもよい（請求項４）。この場合、まず、外周に針状ころを配列した状態で軌道輪を脚軸に嵌合させ、次に、その外側にローラを配置し、最後に、抜け止め用のクリップを脚軸の環状溝に装着する。これにより、軌道輪の抜け止めをし、部品を脚軸上に保持する。

あるいは、脚軸の先端部分をかしめることによって軌道輪の抜け止めをしてもよい（請求項５）。この場合、脚軸にシェル型針状ころの内径をトラニオンジャーナルに嵌合させ、ローラを組み込んだ後、脚軸先端をかしめて塑性変形させる。これにより、軌道輪の抜け止めをし、部品を脚軸上に保持する。

針状ころとユニット化した軌道輪を設けたことにより、トリポード型等速自在継手の組立作業の簡略化され、組立および針状ころ本数の確認作業に要していた時間を短縮することができる。
また、軌道輪を嵌合させたことにより、軌道輪の外周面が針状ころのための軌道面となる。したがって、脚軸は焼入れの必要がなくなるため、従来トラニオン全体を浸炭焼入れしていたところ、高周波焼入れに変更して、焼入れを必要とする部分たとえば脚軸付け根のみ部分的に焼入れを施し、脚軸は焼入れを廃して生の状態にする。言い換えれば、脚軸の表面は鍛造仕上げのままとすることができる（請求項６）。したがって、熱処理工程の短縮、コスト低減に寄与する。

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
まず、図２に従ってトリポード型等速自在継手の基本的構成について述べる。トリポード型等速自在継手は、外側継手部材としての外輪１０と、内側継手部材としてのトラニオン２０と、トルク伝達要素としてのローラ３０とを主要な構成要素としている。

外輪１０はマウス部１２とステム部１８とからなり、ステム部１８のスプライン（またはセレーション。以下、同じ。）軸部で、連結すべき２軸のうちの一方とトルク伝達可能に接続するようになっている。マウス部１２はカップ状で、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１４が形成してある。

トラニオン２０はボス部２２と脚軸２６とからなり、ボス部２２の軸心部分に形成したスプライン孔２４で、連結すべき２軸のうちのもう一方とトルク伝達可能に接続するようになっている。脚軸２６はボス部２２の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。各脚軸２６は円筒形状で、先端近くに環状溝２８が形成してある。

ローラ３０は転動体としての針状ころ３２を介して脚軸２６に回転自在に支持されている。針状ころ３２は、脚軸２６の外周に配列してあり、脚軸の外周面上を転走する。ローラ３０の内周面が針状ころ３２のための外側軌道面となる。

ローラ３０は外輪１０のトラック溝１４に収容され、外輪１０の軸方向に移動することができる。そして、継手が作動角をとった状態でトルクを伝達するとき、ローラ３０は脚軸２６のまわりを自転しながら外輪１０の軸方向に往復移動する。トラック溝１４の両側の側壁はローラ３０が転動するときの案内面１６となる。横断面（図２（Ｂ））で見ると、ローラ３０の外周面は凸円弧形状で、ローラ案内面１６は凹円弧またはゴシックアーチ形状である。

ここで、図１を参照して実施例について述べると、複数の針状ころ３２が、保持器３６で所定間隔に保持した状態で、軌道輪３４の外周に配列してある。軌道輪３４は薄い鋼板を絞り加工した後表面硬化処理を施したもので、円筒部と、円筒部の両端から半径方向外側に向かって立ち上がったフランジ部とからなり、円筒部の外周面が内側軌道面となる。外輪はなく、既に述べたとおりローラ３０の内周面が外側軌道面となる。軌道輪３４のフランジ部は円筒部の端を外側に折り曲げて形成してあり、剛性を高める作用をするほか、針状ころ３２または保持器３６の軸方向の位置規制をする。このようにして針状ころ３２と保持器３６と軌道輪３４はユニットかされ、ユニットハンドリングが可能となるため、取り扱いが非常に容易である。

軌道輪３４は、脚軸２６の付け根側への移動をボス部２２の肩面２５で規制され、脚軸２６の先端側への移動をクリップ３８で規制される。脚軸２６の先端側に全周にわたって環状溝２８が形成してあり、この環状溝２８にクリップ３８が装着してある。クリップ３８は、円周方向の一箇所で分断してあり、弾性的に拡径、縮径させることができる。図示するように、環状溝２８に装着した状態で、クリップ３８の外径は針状ころ３２の外接円径よりも大きい。

トリポード型等速自在継手が作動角をとった状態でトルクを伝達するとき、ローラ３０はトラック溝１４内を外輪１０の軸方向に往復移動し、その間に、脚軸２６とローラ３０の間で相対的な軸方向移動を繰り返す。その相対移動は、針状ころ３２とローラ３０の内周面との間のすべりによって吸収される。そして、脚軸２６の先端側へのローラ３０の移動もクリップ３８によって規制される。

脚軸２６に形成した環状溝２８にクリップ３８を装着することによって軌道輪３４の抜け止めをする。組立に際しては、図３に示すように、まず、外周に針状ころ３２を配列した状態で軌道輪３４を脚軸２６に嵌合させ、次に、その外側にローラ３０を配置し、最後に、抜け止め用のクリップ３８を脚軸２６の環状溝２８に装着する。このとき、既に述べたように針状ころ３２と保持器３６と軌道輪３４がユニットハンドリング可能であるため、組立作業の能率が向上するばかりでなく、従来のように改めて針状ころ３２の数を確認する必要もない。

脚軸２６に軌道輪３４を嵌合させたことによって脚軸２６は焼入れの必要がなくなる。したがって、脚軸２６は焼入れを廃して生の状態、言い換えれば、脚鍛造仕上げのままとすることができる。たとえば、高周波焼入れにより、図４に斜線で示すように脚軸２６の付け根のみ部分的に焼入れを施す。その結果、トラニオン全体を浸炭焼入れしていた従来に比べて、熱処理工程の短縮、コスト低減が可能となる。

図５〜７に示す実施例では、脚軸２６の先端部分をかしめることによって軌道輪３４の抜け止めを図っている。すなわち、図６に示すように脚軸２６の端面に凹部４０を設けておき、図５に示すように先端の薄肉部４２を半径方向外側に折り曲げて塑性変形させる。この場合、図６に示すように、まず、外周に保持器３６で保持された針状ころ３２を配列した状態で軌道輪３４を脚軸２６に嵌合させ、次に、その外側にローラ３０を配置し、その後、脚軸２６の先端をかしめて塑性変形させる（図５）。ここでも、既に述べたように針状ころ３２と保持器３６と軌道輪３４がユニットハンドリング可能であるため、組立作業の能率が向上するばかりでなく、従来のように改めて針状ころ３２の数を確認する必要もない。

ここでもトラニオン２０は、図４に関連して上に述べたのと同様に、たとえば高周波焼入れにより図７に斜線で示す脚軸２６の付け根のみ部分的に焼入れを施す。したがって、脚軸２６の先端付近も生のままであるため塑性変形が可能である。

この発明は図面に例示し、かつ、ここに述べた実施例に限定されるものではなく、実施にあたっては種々の改変が可能である。たとえば、図示した実施例では、針状ころ３２は、保持器３６で所定間隔に保持した状態で軌道輪３４の外周に配列してあるが、保持器を使用せず総ころ状態で配列してもよい。

実施例を示すトリポード型等速自在継手の部分断面図である。 （Ａ）はトリポード型等速自在継手の縦断面図、（Ｂ）は横断面図である。 図１のトリポード型等速自在継手の分解図である。 図１のトリポード型等速自在継手のトラニオンの断面図である。 別の実施例を示すトリポード型等速自在継手の部分断面図である。 図５のトリポード型等速自在継手の分解図である。 図５のトリポード型等速自在継手のトラニオンの断面図である。 従来例を示すトリポード型等速自在継手の部分断面図である。 図８のトリポード型等速自在継手の分解図である。 図８のトリポード型等速自在継手のトラニオンの断面図である。

符号の説明

１０ 外輪（外側継手部材）
１２ マウス部
１４ トラック溝
１６ ローラ案内面
１８ ステム部
２０ トラニオン（内側継手部材）
２２ ボス部
２４ スプライン孔
２５ 段部
２６ 脚軸
２８ 環状溝
３０ ローラ（トルク伝達要素）
３２ 針状ころ（転動体）
３４ 軌道輪
３６ 保持器
３８ クリップ
４０ 凹部
４２ 薄肉部

Claims (6)

1. 内周の円周方向三等分位置に軸線方向に延びるトラック溝を形成し、各トラック溝の両側壁にローラ案内面を形成した外輪と、円周方向三等分位置から半径方向に突出した脚軸を有するトラニオンと、前記脚軸に回転自在に支持され、前記トラック溝内で前記ローラ案内面に沿って転動しながら外輪軸方向に移動可能なローラと、前記脚軸と前記ローラとの間に介在させた複数の針状ころとを有するトリポード型等速自在継手において、少なくとも前記軌道輪と前記針状ころをユニット化し、かつ、前記脚軸に軌道輪を嵌合させたトリポード型等速自在継手。
2. 前記針状ころを保持する保持器を設け、前記針状ころ、前記保持器および前記軌道輪をユニット化した請求項１のトリポード型等速自在継手。
3. 前記軌道輪は、前記脚軸と嵌合する円筒部と、前記円筒部の両端から半径方向外側に立ち上がったフランジ部とからなる請求項１または２のトリポード型等速自在継手。
4. 前記脚軸に形成した環状溝にクリップを装着して前記軌道輪の抜け止めをした請求項１から３のいずれか１項のトリポード型等速自在継手。
5. 前記脚軸の先端部分をかしめて前記軌道輪の抜け止めをした請求項１から３のいずれか１項のトリポード型等速自在継手。
6. 前記脚軸が鍛造仕上げである請求項１から５のいずれか１項のトリポード型等速自在継手。

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