JP2010286089A - トリポード型等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラを過大な荷重で押圧することなく組み立てることができ、しかも、トリポードキット（トリポード部材とローラと針状ころ等を含むユニット体）の脱落を防止できるトリポード型等速自在継手を提供する。
【解決手段】内周に軸線方向に延びる三本のトラック溝６を設けると共に各トラック溝６の内側壁に互いに対向するローラ案内面７ａ、７ａを設けた外側継手部材１と、三本の脚軸９を有するトリポード部材２と、脚軸９に回転自在に支持されると共に外側継手部材１のトラック溝６に転動自在に挿入されたローラ３とを備えたトリポード型等速自在継手である。トラック溝６とローラ３との間のトラックすきまがトラック溝開放端部１８において負すきまとなる。外側継手部材１の開口端に、トラック溝開放端部１８のトラック溝幅の拡大を許容するためのスリット２０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に使用されるトリポード型等速自在継手に関する。

例えば、自動車のエンジンから車輪にトルクを伝達するドライブシャフトでは、その一端が摺動型等速自在継手を介してデファレンシャルに連結され、他端が固定型等速自在継手を介して車輪に連結される。ドライブシャフトに使用する摺動型等速自在継手としては、例えばトリポード型等速自在継手が知られている。

トリポード型等速自在継手は、図７と図８に示すように、外側継手部材５１と、内側継手部材としてのトリポード部材５２と、トルク伝達部材としてのローラ５３を主要な構成要素としている（特許文献１参照）。

外側継手部材５１は一体に形成されたマウス部５４とステム部５５とからなる。マウス部５４は一端で開口したカップ状であり、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５６が形成してある。マウス部５４は、大径部５４ａと小径部５４ｂとが交互に表れる非円筒形状であり、大径部５４ａの径方向内側にトラック溝５６が形成されている。各トラック溝５６の円周方向に向き合う側壁に、ローラ案内面５７，５７が形成されている。

トリポード部材５２はボス５８と脚軸５９とを有する。ボス５８にはシャフト（図示省略）とトルク伝達可能に結合するスプライン又はセレーション孔６１が形成してある。脚軸５９はボス５８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５２の各脚軸５９はローラ５３を回転可能に支持している。

脚軸５９とローラ５３との間には複数の針状ころ６２が配設されている。これらの針状ころ６２は、脚軸５９の基端方向では、脚軸５９の基端側外周面に装着されたインナーワッシャ６３で位置規制される。脚軸５９の先端方向では、脚軸５９の先端側に設けられたアウターワッシャ６４によって位置規制と抜け止めがされる。脚軸５９の先端側外周面には周方向溝６５が形成され、この周方向溝６５に止め輪６６が装着される。止め輪６６の内側（脚軸基端側）の脚軸５９外周面に上記アウターワッシャ６４が嵌合される。

ところで、例えばドライブシャフトを車体に組み付ける工程等においては、ドライブシャフトを傾けたり垂直にせざるを得ない場合がある。そして、トリポード型等速自在継手を上にすると、重みで外側継手部材５１からトリポード部材５２が脱落するおそれがある。したがって、従来、トリポード部材５２の抜け止め対策として、外側継手部材５１の開口部内周にクリップ（図示省略）を装着している。すなわち、外側継手部材５１の内周面に円形の係合溝を形成してそこにサークリップを装着し、このサークリップをローラ５３に干渉させることによって、トリポード部材５２の抜けを防止するのである。

また、特許文献１には、外輪の開放端において、端面がカップ内の面積を減少させる隆起した部分を形成するカシメを備えており、この隆起した部分で抜け止めをすることが提案されている。特許文献２には、外輪のローラ案内面を、開口部近傍を残して熱処理により硬化させ、上記開口部近傍の未硬化部に塑性変形によってローラと干渉可能の突出部を形成することが提案されている。

そして、特許文献３では、図９に示すように、トラックすきまが外輪開放端において負すきまとなるように設定している。すなわち、トラック溝５６の幅寸法をｂとし、外側継手部材５１の開放端付近のトラック溝５６の幅寸法をｂ´とし、ローラ５３の外径をｄとしたときに、ｂ−ｄ＞０とし、ｂ´−ｄ＜０とする。なお、図９において、範囲Ｈが負すきまとなる範囲である。

そして、トリポードキッド（トリポード部材５２とローラ５３と針状ころ６２等を含むユニット体）を外側継手部材５１に組み込む際に、図１０の矢印に示すように、外側継手部材５１のトラック溝５６にローラ５３をかち込むものである。これによって、ローラ５３を負すきまの範囲を通過させるものである。

特開平１１−３３６７８２号公報 特開２００２−２３５７６６号公報 特開２００８−１１５９９６号公報

摺動式等速自在継手の内部部品（たとえばトリポード型等速自在継手の場合はトリポードキット）が外側継手部材５１から脱落しないようにするための対策として、特許文献１および特許文献２に記載された抜け止めは、抜け止め用クリップを装着する方法に比べて、部品点数が増えないためコストメリットがあるが、課題もある。すなわち、特許文献１のものは、隆起した部分は開放端であるため破れやすいブーツに近く、ブーツと干渉しないように加工する必要があり、加工が難しい。特許文献２のものは、ローラ案内面は面であるため、塑性変形による突出部の成形が難しい。

また、特許文献３に記載のものでは、図１０に示すように、ローラをトラック溝に挿入する場合、ローラ５３によって、負すきまの範囲を押し広げて弾性変形させる必要がある。このため、ローラ５３を過大な荷重で押圧する必要があり、組立作業性に劣っていた。しかも、この弾性変形のために、ローラ５３や外側継手部材５１等が損傷するおそれもあった。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、ローラを過大な荷重で押圧することなく組み立てることができ、しかも、トリポードキット（トリポード部材とローラと針状ころ等を含むユニット体）の脱落を防止できるトリポード型等速自在継手を提供しようとするものである。

本発明のトリポード型等速自在継手は、内周に軸線方向に延びる三本のトラック溝を設けると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面を設けた外側継手部材と、三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支持されると共に前記外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されたローラとを備えたトリポード型等速自在継手であって、トラック溝とローラとの間のトラックすきまがトラック溝開放端部において負すきまとなるとともに、外側継手部材の開口端に、前記トラック溝開放端部のトラック溝幅の拡大を許容するためのスリットを設けたものである。

本発明のトリポード型等速自在継手は、トラック溝とローラとの間のトラックすきまがトラック溝開放端部において負すきまとしているので、ローラを含むトリポードキットが、外側継手部材の開口側へ移動した際に、ローラがこの負すきまの範囲において係合する。

しかも、トラック溝開放端部のトラック溝幅の拡大を許容するためのスリットを設けたので、ローラをトラック溝に挿入する際には、比較的小さな荷重でもって挿入することができる。

トラック溝開放端部よりも奥側において、前記トラックすきまが正すきまとなるのが好ましい。このように、正すきまとすることによって、ローラはトラック溝内を軸方向にそって滑らかに摺動することができる。

スリットは、各トラック溝のトラック溝に対応して少なくとも３個設けるのが好ましい。これによって、各ローラのトラック溝への挿入が安定する。また、スリットの幅寸法を１ｍｍ〜４ｍｍとし、軸方向長さを７ｍｍ〜１５ｍｍとすることができる。

ローラのトラック溝への挿入をトラック溝開放端部側からのローラ圧入によって行うことができ、また、スリットに楔部材を挿入してトラック溝開放端部のトラック溝幅を拡大させた状態でローラのトラック溝への挿入を行うことができる。このように、楔部材を用いる場合、スリットに楔部材を挿入することによって、トラック溝開放端部のトラック溝幅が拡大した状態を維持できる。

楔部材を用いる場合、ローラの外径をｃとし、自由状態におけるトラック溝開放端部のトラック溝幅の最小寸法をｂとし、楔部材をスリットに挿入した状態におけるトラック溝開放端部のトラック溝幅の最小寸法をｂ１としたとき、（ｂ−ｃ）＜０となるとともに、（ｂ１−ｃ）＞０となるようにするのが好ましい。これによって、トラック溝にローラを挿入する際には、トラック溝開放端部のトラックすきまを正すきまとすることができる。

本発明のトリポード型等速自在継手では、ローラを含むトリポードキットが、外側継手部材の開口側へ移動した際に、ローラがこの負すきまの範囲において係合して、このローラ延いてはトリポードキットのこの外側継手部材からの抜け（脱落）を防止できる。しかも、ローラをトラック溝に挿入する際には、比較的小さな荷重でもって挿入することができるので、前記トリポードキットの組み込み性の向上を図ることができる。しかも、ローラや外側継手部材に過大な荷重がかからず、ローラや外側継手部材等の損傷を防止できる。

正すきまを設けることによって、ローラはトラック溝内を軸方向にそって滑らかに摺動することができ、安定した作動が可能なトリポード型等速自在継手となる。各トラック溝に対応してスリットを設けることによって、各ローラのトラック溝への挿入が安定し、トリポード型等速自在継手の組立性の向上を図ることができる。また、スリットの幅寸法を１ｍｍ〜４ｍｍとし、軸方向長さを７ｍｍ〜１５ｍｍとすることによって、トラック溝幅の拡大機能が安定する。スリットの幅寸法が１ｍｍ未満であったり、スリットの軸方向長さが７ｍｍであったりすれば、スリットが小さすぎて、トラック溝幅の拡大機能に劣ることになる。また、スリットの幅寸法が４ｍｍを超えたり、スリットの軸方向長さが１５ｍｍを超えたりすれば、スリットが大きすぎて、外側継手部材の剛性が小さくなるおそれがある。

ローラのトラック溝への挿入をトラック溝開放端部側からのローラ圧入によって行うものでは、挿入時に工具や治具を用いることなく、ローラを組み付けることができ、組立作業性の向上を図ることができる。また、楔部材を用いる場合、トラック溝開放端部のトラック溝幅が拡大した状態を維持でき、ローラのトラック溝への挿入性の一層の容易化を図ることができる。特に、（ｂ−ｃ）＜０となるとともに、（ｂ１−ｃ）＞０とすることによって、トラック溝にローラを挿入する際には、トラック溝開放端部のトラックすきまを正すきまとすることができ、ローラを滑らかに外側継手部材に挿入することができる。

本発明の実施形態を示すトリポード型等速自在継手の縦断面図である。 前記トリポード型等速自在継手の外側継手部材の開口端面図である。 前記トリポード型等速自在継手の外側継手部材のトラック溝とローラとの関係を示す簡略図である。 前記トリポード型等速自在継手の外側継手部材のトラック溝にローラを挿入する状態を示す簡略図である。 楔部材を用いて前記トリポード型等速自在継手の外側継手部材のトラック溝にローラを挿入する状態を示す簡略図である。 楔部材を用いて前記トリポード型等速自在継手の外側継手部材のトラック溝にローラを挿入した後の状態を示す簡略図である。 従来のトリポード型等速自在継手の縦断面図である。 従来のトリポード型等速自在継手の横断面図である。 ローラ抜け防止機能を備えた従来のトリポード型等速自在継手の簡略図である。 ローラ抜け防止機能を備えた従来のトリポード型等速自在継手のローラ挿入方法を説明する簡略図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。

トリポード型等速自在継手は、図１に示すように、外側継手部材１と、内側継手部材としてのトリポード部材２と、トルク伝達部材としてのローラ３を主要な構成要素としている。

外側継手部材１は一体に形成されたマウス部４とステム部５とからなる。図２に示すように、マウス部４は一端で開口したカップ状であり、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６が形成してある。マウス部４は、大径部４ａと小径部４ｂとが交互に表れる非円筒形状であり、大径部４ａの径方向内側にトラック溝６が形成されている。各トラック溝６の円周方向に向き合う側壁に、ローラ案内面７，７が形成されている。

トリポード部材２は図１に示すようにボス８と脚軸９とを有する。ボス８にはシャフト（図示省略）とトルク伝達可能に結合するスプライン又はセレーション孔１１が形成してある。脚軸９はボス８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２の各脚軸９はローラ３を回転可能に支持している。

脚軸９とローラ３との間には複数の針状ころ１２が配設されている。これらの針状ころ１２は、脚軸９の基端方向では、脚軸９の基端側外周面に装着されたインナーワッシャ１３で位置規制される。脚軸９の先端方向では、脚軸９の先端側に設けられたアウターワッシャ１４によって位置規制と抜け止めがされる。脚軸９の先端側外周面には周方向溝１５が形成され、この周方向溝１５に止め輪１６が装着される。止め輪１６の内側（脚軸基端側）の脚軸９外周面に上記アウターワッシャ１４が嵌合される。

トラック溝６とローラ３との間のトラックすきまがトラック溝開放端部１８（図１の仮想線のハッチングで示す範囲）において負すきまとなるように設定する。すなわち、トラック溝開放端部１８において、図３に示すように、相対面するローラ案内面７，７の開口部に対向間隔が開口側において小となる負すきま形成面７ａ，７ａを設ける。なお、この負すきま形成面７ａ，７ａは、比較的曲率半径が大である凹曲面にて構成しているが、内部側から開口側に向かって順次対向幅が小さくなるテーパ面であってもよい。

また、マウス部４の小径部４ｂの開口端面周方向中央部にはスリット２０が設けられている。このスリット２０はトラック溝開放端部１８のトラック溝幅の拡大を許容するためのものである。すなわち、スリット２０は、各トラック溝６に対応して３個形成されている。

図３に示すように、ローラ３が負すきま形成部位よりも内部（奥側）に位置している自由状態において、ローラ案内面７，７間寸法をａとし、トラック溝開放端部のトラック溝幅の最小寸法をｂとし、ローラ３の外径寸法をｃとすれば、ｂ−ｃ＜０となり、ａ−ｃ＞０となる。また、スリット２０は、扁平矩形状であって、その幅寸法ｗが例えば１ｍｍ〜４ｍｍ程度とされ、その軸方向長さＬが例えば７ｍｍ〜１５ｍｍ程度とされる。

ところで、このトリポード型等速自在継手を組み立てる場合、まず、トリポード部材２とローラ３と針状ころ１２等を組み付けてなるトリポードキッド２１（図１）を形成する。このトリポードキッド２１を外側継手部材１に嵌入することになる。この際、図３に示すように、ローラ３をトラック溝６に挿入する必要がある。このため、図４の矢印Ａのように、ローラ３のトラック溝６への挿入をトラック溝開放端部１８側からのローラ圧入によって行う。

このように、ローラ３をトラック溝開放端部１８側からトラック溝６に押し込んで行けば、スリット２０が設けられているので、このローラ３の押し込みによって、負すきま形成面７ａ，７ａが矢印Ｄのように弾性的に相互に離間（図４の仮想線で示す）して、この負すきま形成面７ａ，７ａ間寸法が大となって、ローラ３のトラック溝開放端部１８の通過を許容する。このように、ローラ３がトラック溝開放端部１８を通過すれば、負すきま形成面７ａ，７ａでの矢印Ｄ方向への押圧力が解除され、外側継手部材１の復元力で負すきま形成面７ａ，７ａは図４の実線で示す状態に戻る。これによって、トリポードキッド２１を外側継手部材１へ嵌入する作業が完了する。

ローラ３をトラック溝６に挿入する場合、図５と図６に示すように、楔部材２２を用いてもよい。楔部材２２は、その肉厚寸法ｔが反継手側から継手側に沿って小となる断面台形状のブロック片からなる。このため、この楔部材２２をスリット２０に矢印Ｂのように、挿入（嵌入）することによって、トラック溝開放端部１８の負すきま形成面７ａ，７ａが矢印Ｄ方向に実線で示すように離間する方向に広がる（弾性変形する）ことになる。

この場合、ローラ案内面７，７間寸法をａとし、ローラの外径をｃとし、自由状態におけるトラック溝開放端部１８のトラック溝幅の最小寸法をｂとし、前記楔部材２２をスリット２０に挿入した状態におけるトラック溝開放端部１８のトラック溝幅の最小寸法をｂ１としたとき、ａ−ｃ＞０となり、（ｂ−ｃ）＜０となり、（ｂ１−ｃ）＞０となる。この際、ａ＝ｂ１となる。

このため、図５に示すように、トリポードキッド２１のローラ３をトラック溝６に矢印Ａ方向に沿って滑らかに挿入して、抵抗なくトラック溝開放端部１８を通過させることができる。このように、ローラ３がトラック溝開放端部１８を通過すれば、スリット２０から楔部材２２を引き抜くことになる。楔部材２２を引き抜けば、トラック溝開放端部１８は元の状態に戻り、トラックすきまがトラック溝開放端部１８において負すきまとなる。これによって、トリポードキッド２１を外側継手部材１へ嵌入する作業が完了する。

本発明のトリポード型等速自在継手によれば、トラック溝６とローラ３との間のトラックすきまがトラック溝開放端部１８において負すきまとしているので、ローラ３を含むトリポードキット２１が、外側継手部材１の開口側へ移動した際に、ローラ３がこの負すきまの範囲において係合する。これによって、ローラ３延いてはトリポードキット２１のこの外側継手部材１からの抜け（脱落）を防止できる。

しかも、トラック溝開放端部１８のトラック溝幅の拡大を許容するためのスリット２０を設けたので、ローラ３をトラック溝６に挿入する際には、比較的小さな荷重でもって挿入することができる。これによって、前記ポードキット２１の組み込み性の向上を図ることができるとともに、ローラ３や外側継手部材１に過大な荷重がかからず、ローラ３や外側継手部材１等の損傷を防止できる。

トラック溝開放端部１８よりも奥側において、実施形態のように、トラックすきまが正すきまとなるのが好ましい。このように、正すきまとすることによって、ローラ３はトラック溝６内を軸方向にそって滑らかに摺動することができ、安定した作動が可能なトリポード型等速自在継手となる。各トラック溝６に対応してスリット２０を設けているので、各ローラ３のトラック溝６への挿入が安定し、トリポード型等速自在継手の組立性の向上を図ることができる。また、スリット２０の幅寸法Ｗを１ｍｍ〜４ｍｍとし、軸方向長さＬを７ｍｍ〜１５ｍｍとすることによって、トラック溝幅の拡大機能が安定する。すなわち、スリット２０の幅寸法Ｗが１ｍｍ未満であったり、スリット２０の軸方向長さＬが７ｍｍであったりすれば、スリット２０が小さすぎて、トラック溝幅の拡大機能に劣ることになる。また、スリット２０の幅寸法Ｗが４ｍｍを超えたり、スリット２０の軸方向長さＬが１５ｍｍを超えたりすれば、スリット２０が大きすぎて、外側継手部材の剛性が小さくなるおそれがある。

ローラ３のトラック溝６への挿入をトラック溝開放端部１８側からのローラ圧入によって行うものでは、挿入時に工具や治具を用いることなく、ローラ３を組み付けることができ、組立作業性の向上を図ることができる。また、楔部材２２を用いる場合、トラック溝開放端部１８のトラック溝幅が拡大した状態を維持でき、ローラ３のトラック溝６への挿入性の一層の容易化を図ることができる。特に、（ｂ−ｃ）＜０となるとともに、（ｂ１−ｃ）＞０とすることによって、トラック溝６にローラ３を挿入する際には、トラック溝開放端部１８のトラックすきまを正すきまとすることができ、ローラ３を滑らかに外側継手部材１に挿入することができる。

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、トリポード型等速自在継手として、前記実施形態では、ローラが１個のいわゆるシングルタイプのものであったが、インナローラとアウタローラとを備えたダブルローラタイプ等であってもよい。また、スリット２０は、各トラック溝６に少なくとも１個ずつ設ければよいが、各トラック溝６に２個、又はそれ以上あってもよい。スリット２０の形状としても、矩形状に限るものではなく、開口側から奥側に向かってその幅寸法が小さくなるものであってもよい。楔部材２２を用いる場合、前記実施形態では、ｂ１−ｃ＞０としていたが、ｂ１−ｃ≦０であってもよい。このような場合でも、ローラ３を僅かな荷重でもってトラック溝６に挿入することができる。

ところで、スリット２０を成形する場合、切削等の機械加工で行っても、鍛造等の塑性加工で行ってもよい。すなわち、外側継手部材１の開口端に、トラック溝開放端部１８のトラック溝幅の拡大を許容することができればよい。なお、楔部材２２としては、各スリット２０に対応して複数個を備えものであってもよいが、各スリット２０に対応した楔部材２２が一体に連結されたものであってもよい。

１ 外側継手部材
２ トリポード部材
３ ローラ
６ トラック溝
７，７ ローラ案内面
９ 脚軸
１８ トラック溝開放端部
２０ スリット
２２ 楔部材

Claims (7)

1. 内周に軸線方向に延びる三本のトラック溝を設けると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面を設けた外側継手部材と、三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支持されると共に前記外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されたローラとを備えたトリポード型等速自在継手であって、
   トラック溝とローラとの間のトラックすきまがトラック溝開放端部において負すきまとなるとともに、外側継手部材の開口端に、前記トラック溝開放端部のトラック溝幅の拡大を許容するためのスリット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. トラック溝開放端部よりも奥側において、前記トラックすきまが正すきまとなることを特徴とする請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
3. スリットは、各トラック溝に対応して少なくとも３個設けていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
4. 前記スリットの幅寸法を１ｍｍ〜４ｍｍとし、軸方向長さを７ｍｍ〜１５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のトリポード型等速自在継手。
5. ローラのトラック溝への挿入をトラック溝開放端部側からのローラ圧入によって行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のトリポード型等速自在継手。
6. スリットに楔部材を挿入してトラック溝開放端部のトラック溝幅を拡大させた状態でローラのトラック溝への挿入を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のトリポード型等速自在継手。
7. ローラの外径をｃとし、自由状態におけるトラック溝開放端部のトラック溝幅の最小寸法をｂとし、前記楔部材をスリットに挿入した状態におけるトラック溝開放端部のトラック溝幅の最小寸法をｂ１としたとき、（ｂ−ｃ）＜０となるとともに、（ｂ１−ｃ）＞０となることを特徴とする請求項７に記載のトリポード型等速自在継手。

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