JP2018100686A - トリポード型等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増加させることなく、組立性に優れ、しかも安定した抜け止め機能を発揮することができるトリポード型等速自在継手を提供する。
【解決手段】所定角度の嵌入可能角度の首振り状態での外側継手部材へのその開口部からローラ機構の嵌入を許容するガイド構造を設ける。ローラ機構の外側継手部材からの抜けを規制する抜け止め構造を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、トリポード型等速自在継手に関する。

自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に使用される等速自在継手には、その内側継手部材としてトリポード部材を用いたトリポード型等速自在継手がある（特許文献１）。トリポード型等速自在継手は、例えば、図１２と図１３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３とを備える。

外側継手部材１は一端にて開口したカップ状のマウス部４と、このマウス部４の底壁から突設される軸部５とを備える。このマウス部４の内周面には、軸方向に延びる３本のトラック溝６が形成される。各トラック溝６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）７ａ、７ａが形成される。この場合、トルク伝達部材３は、ローラ案内面７ａに対して転動するローラ１５である。

トリポード部材２はボス８と脚軸９とを備える。ボス８にはシャフト１０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。

ところで、外側継手部材１のマウス部４の内径面は、円周方向に交互に現れる小内径部７ｂと大内径部７ｃをローラ案内面７ａで接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材１は、円周方向に向き合ったローラ案内面７ａ，７ａと両ローラ案内面７ａ，７ａ間に設けられた大内径部７ｃからなるトラック溝６が内周の三箇所に形成されるものである。

そして、外側継手部材１内に収納される内部部品（一般的には、トリポード部材２及びトルク伝達部材３）の外側継手部材１内からの抜けを規制する規制手段が設けられる。この図１２と図１３に示すトリポード型等速自在継手では、外側継手部材１に装着されるクリップ２０にて構成される。クリップ２０の形状は図１２と図１３に示すもの以外の形状、例えば円形のものも含む。

すなわち、外側継手部材１の開口部において、小内径部７ｂのクリップ溝２１を形成し、このクリップ溝２１にクリップ２０を装着するものである。これによって、内部部品が開口側に移動した際に、トルク伝達部材３のローラがこのクリップ２０に係止することによって、抜けが規制される。

特許第３９７９７７９号公報

しかしながら、図１２と図１３に示すようなクリップ２０を用いた規制手段では、クリップ２０を必要とするとともに、クリップ溝２１を形成する必要があり、部品点数及び加工工数が増加することになる。しかも、クリップ溝２１へのクリップ２０の装着作業も必要として、組立工数の増加にもつながっていた。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、部品点数を増加させることなく、組立性に優れ、しかも安定した抜け止め機能を発揮することが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、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びるローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、前記トリポード部材の脚軸にそれぞれ装着されて、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、このローラ機構が前記外側継手部材のトラック溝の前記ローラ案内面に沿って摺動するトリポード型等速自在継手において、所定角度の嵌入可能角度の首振り状態での外側継手部材へのその開口部からローラ機構の嵌入を許容するガイド構造と、ローラ機構の外側継手部材からの抜けを規制する抜け止め構造とを外側継手部材の開口部に設けたものである。

本発明のトリポード型等速自在継手によれば、ローラ機構を、所定角度の嵌入可能角度の首振り状態とすることによって、ガイド構造を介して、外側継手部材へ開口部からローラ機構を嵌入することができる。また、ガイド構造および抜け止め構造が外側継手部材の開口部に設けられているので、嵌入後においては、ローラ機構は非首振り状態（すなわち、脚軸に対して傾斜しない状態）に戻って、ローラ機構の外側継手部材からの抜けを抜け止め構造にて規制することができる。

ガイド構造は、所定角度の首振り状態でのローラ機構の嵌入を許容する切欠部を外側継手部材の開口部に有するものにて構成できる。このように構成することによって、部品点数を増加させることなく、ガイド構造を構成できる。

抜け止め構造は、外側継手部材へのローラ機構の嵌入状態からの開口側への移動にてローラ機構の一部に当接する突起を外側継手部材の開口部に有するものにて構成できる。すなわち、外側継手部材に突起を設けることによって、部品点数を増加させることなく、抜け止め構造を構成できる。

ローラ機構は内側ローラと外側ローラとを備え、嵌入可能角度乃至この嵌入可能角度よりも小さい角度で内側ローラの姿勢を維持する姿勢維持構造を備えたものが好ましい。このように、姿勢維持構造を備えると、外側継手部材へのローラ機構の嵌入を安定して行うことができる。前記姿勢維持構造は、内側ローラの内径面の一部が嵌合する凹部を脚軸に有するもので構成できる。

本発明のトリポード型等速自在継手では、ガイド構造を介して、過大な抵抗を要さずに容易にローラ機構を外側継手部材に組込可能としたり、組立作業性の向上を図ることができる。しかも、ローラ機構の外側継手部材からの抜けを抜け止め構造にて規制することができる。また、ローラ機構の嵌入状態において、ローラ機構を嵌入可能角度となるように傾斜させれば、外側継手部材からローラ機構を抜出することができ、分解作業を容易に行うことができ、メンテナンス性に優れる。

また、従来のようにクリップ（止め輪）を必要としないので、溝加工の廃止、材料費削減が可能となり、製造コストの削減が可能となる。

本発明のトリポード型等速自在継手の正面図である。 図１に示すトリポード型等速自在継手の断面図である。 図１に示すトリポード型等速自在継手のローラ機構の縦断面図である。 図１に示すトリポード型等速自在継手のローラ機構の横断面図である。 図１に示すトリポード型等速自在継手の要部拡大図である。 図１に示すトリポード型等速自在継手のローラ機構の内側ローラと外側ローラの断面図である。 図１に示すトリポード型等速自在継手のトリポード部材を示し、（ａ）は軸の平面図であり、（ｂ）は側面図である。 図１に示すトリポード型等速自在継手のローラ機構と脚軸との関係を示し、非首振状態の断面図である。 図１に示すトリポード型等速自在継手のローラ機構と脚軸との関係を示し、首振状態の断面図である。 図１に示すトリポード型等速自在継手のガイド構造を示し、（ａ）はローラ機構が外側継手部材に嵌入された状態の要部正面図であり、（ｂ）はローラ機構の外側継手部材への嵌入開始状態の要部正面図である。 図１に示す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を示し、（ａ）はトラック溝の入口部の簡略図であり、（ｂ）はトラック溝の軸方向中間部位の簡略図である。 従来のトリポード型等速自在継手縦断面図である。 図１２のトリポード型等速自在継手の横断面図である。

図１は本発明に係るトリポード型等速自在継手を示し、トリポード型等速自在継手は、外側継手部材３１と、内側継手部材としてのトリポード部材３２と、トルク伝達部材としてのローラ機構３３とを備える。

図１および図２に示すように、外側継手部材３１は一端にて開口したカップ状のマウス部３４と、マウス部３４の底壁から突設されるステム部３５を有し、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３６が形成してある。トラック溝３６には、円周方向で向き合った側壁にローラ案内面３７ａ，３７ｂが形成される。

トリポード部材３２はボス３８と脚軸３９とを備える。ボス３８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またはセレーション孔４０が形成してある。脚軸３９はボス３８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。

ローラ機構３３は、トリポード部材３２の脚軸３９に首振り揺動自在に嵌合されるものであって、図２と図３と図４に示すように、内側ローラ４１と、外側ローラ４２と、内側ローラ４１と外側ローラ４２との間に介在される複数の針状ころ４３とを備える。

内側ローラ４１の円筒形外周面４１ａを内側軌道面とし、外側ローラ４２の円筒形内周面４２ａを外側軌道面として、これらの内外軌道面間に針状ころ４３が転動自在に介在する。図３に示すように、針状ころ４３は、できるだけ多くのころを入れた、保持器のない、いわゆる総ころ状態で組み込まれている。なお、外側ローラ４２の内周面の軸方向両端部に環状溝が形成され、各環状溝には針状ころ４３の抜け止め用のワッシャ４７，４８が装着されている。

脚軸３９の外周面は、縦断面(図２等参照)で見ると脚軸３９の軸線と平行なストレート形状であり、横断面(図４参照)で見ると、長軸が継手の軸線に直交する楕円形状である。脚軸３９の断面形状は、トリポード部材３２の軸方向で見た肉厚を減少させて略楕円状としてある。言い換えれば、脚軸３９の断面形状は、トリポード部材３２の軸方向で互いに向き合った面が相互方向に、つまり、仮想円筒面よりも小径側に退避している。

内側ローラ（支持リング）４１の内径面４１ｂは、図２と図３のように円弧状凸断面を有する。このことと、脚軸３９の横断面形状が上述のように略楕円形状であり、脚軸３９と内側ローラ４１との間には所定のすきまが設けてあることから、内側ローラ４１は脚軸３９の軸方向での移動が可能であるばかりでなく、脚軸３９に対して首振り揺動自在である。

また、前記したように内側ローラ４１と外側ローラ４２は針状ころ４３を介して相対回転自在にユニット化されているため、脚軸３９に対し、内側ローラ４１と外側ローラ４２がユニットとして首振り揺動可能な関係にある。ここで、首振りとは、図９に示すように、脚軸３９の軸線Ｌ０（継手軸線Ｌ(図２参照)に直交する軸線）に対して直交する軸線Ｌ１（ローラ機構３３の軸心Ｏ１を通る直線）に対して内側ローラ４１と外側ローラ４２の軸線Ｌ２が、所定角度で傾くことをいう。また、図６及び図８に示すように、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とが一致している状態を、非首振り状態と呼び、図９に示すように、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とが最大首振り角度αから非首振り状態までで内側ローラ４１と外側ローラ４２が傾いている状態を首振り状態と呼ぶ。ここで、αとしては、例えば、１°≦α≦２０°の範囲に設定できる。

また、脚軸３９には、前記最大首振り角度αの首振り状態を維持する姿勢維持構造Ｍ２が設けられている。この姿勢維持構造Ｍ２は、図７から図９に示すように、外径側凹部５０と内径側凹部５１とで構成される。この場合、外径側凹部５０は、図７（ｂ）に示すように、トリポード部材３２の中心Ｏとして半径Ｒ１の軌跡上に配置され、内径側凹部５１がトリポード部材３２の中心Ｏとして半径Ｒ２の軌跡上に配置される。この際、Ｒ１＞Ｒ２とされ、外径側凹部５０と内径側凹部５１との間の寸法ｄ２を、内側ローラ４１の内径寸法ｄ１(図６参照)よりも小さく設定している。ここで、外径側凹部５０と内径側凹部５１との間の寸法ｄ２とは、外径側凹部５０のボス側開口端と、内径側凹部５１の反ボス側開口端との最短距離である。

ところで、このトリポード型等速自在継手は、図１と図５等に示すように、首振り状態でのローラ機構３３の外側継手部材への嵌入をガイドするガイド構造Ｍ１が設けられている。ここで、ガイド構造Ｍ１は、各トラック溝３６の開口端部に設けられる切欠部５５を有するものである。

切欠部５５は、トラック溝３６の入口部における一方のローラ案内面３７ａの外径側に設けられ、図１０（ｂ）に示すように、ローラ機構３３を所定の嵌入可能角度βだけ傾斜させた際に、ローラ機構３３の外側ローラ４２の外径側転動面４２ｂと、外側ローラ４２の外端面４２ｃとの間のコーナ部の継手外径側部位４２ｄが嵌入可能となる。

また、この等速自在継手には、ガイド構造Ｍ１に加えて前記嵌入可能角度の維持を兼ねる抜け止め構造Ｍ３が設けられている。この抜け止め構造Ｍ３は外側継手部材３１の開口部(入口部)に設けられる突起５６、５７にて構成できる。突起５６は、トラック溝３６の入口部における他方のローラ案内面３７ｂの外径側に設けられ、突起５７は、トラック溝３６の入口部における一方の案内面３７ａの内径側に設けられている。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、ローラ機構３３が嵌入可能角度βの首振り状態を取った場合に、ローラ機構３３の外側ローラ４２の外径側転動面４２ｂと、外側ローラ４２の外端面４２ｃとの間のコーナ部の継手外径側部位４２ｄが突起５６に接触する。これにて、この首振り状態を維持できる。また、突起５７は、図１０（ｂ）に示すように、ローラ機構３３を所定の嵌入可能角度βだけ傾斜させた際に、このローラ機構３３の外側継手部材への嵌入を規制することなく、嵌入を案内する。

このため、図１１（ａ）に示すように、トラック溝３６の入口部には、ガイド構造Ｍ１が設けられていることによって、ローラ機構３３が嵌入可能角度βの首振り状態を取った状態が維持される。しかしながら、図１１（ｂ）に示すように、入口部よりも奥側においては、ガイド構造Ｍ１を有さないトラック溝３６となっている。このため、入口部よりも奥側においては、ローラ機構３はこの首振り状態が解消される。

また、図１および図１０（ａ）に示すように、ローラ機構３３が外側継手部材３１の開口側へスライドした場合に、外側継手部材３１の入口部においては、前記突起５６、５７に係合することになる。このため、この突起５６及び突起５７にて、外側継手部材３１からの内部部品（ローラ機構３３及びトリポード部材３２）の抜けを規制する抜け止め構造Ｍ３を構成することになる。

次に、前記のように構成された等速自在継手の組立方法を説明する。まず、ローラ機構３３を図９等に示す首振り状態とする。この場合、トリポード部材３２の脚軸３９には、一対の凹部５０，５１が設けられているので、この首振り状態では、内側ローラ４１の内径面４１ｂの各凹部５０，５１の対応部位が、この凹部５０，５１に嵌合状となって、この首振り状態、つまり首振り角度αで傾いている。

この状態から、図１０（ｂ）に示すように、ローラ機構３３を振り角度αよりも大きい角度である嵌入可能角度βとする。この場合、ローラ機構３３を弾性変形させることによって、ローラ機構３３の継手外径側部位４２ｄをガイド構造Ｍ１を構成する切欠部５５に嵌入するとともに、突起５６に継手外径側部位４２ｄを係合する状態とする。この場合、突起５７とローラ機構３３とは接触しない状態となっている。このため、この突起５６，５７はローラ機構３３の嵌入時のガイドも機能することになる。

このため、嵌入可能角度βとなっているローラ機構３３（トリポード部材の脚軸に装着されているローラ機構３３）を、この入口部よりも継手奥側へ押し込んでいくことができる。この場合、入口部よりも継手奥側においては、図１１（ｂ）に示すように、ガイド構造Ｍ１及び抜け止め構造Ｍ３を有さない構造となっているので、ローラ機構３３は首を振らない非首振り状態、すなわち、図１等に示す状態となって、ローラ機構３３（トリポード部材の脚軸に装着されているローラ機構３３）の外側継手部材３１への組み込み作業が完了する。すなわち、外側継手部材３３への内部部品（ローラ機構３３及びトリポード部材３２）の組み込み作業が完了する。

また、このローラ機構３３の組込状態では、ローラ機構３３が、前記の嵌入可能角度βの首振り状態の姿勢にならない限り、抜け止め構造Ｍ３にて、内部部品（ローラ機構３３及びトリポード部材３２）の外側継手部材からの抜けを規制することになる。このため、嵌入可能角度βの首振り状態の姿勢をとるように外力を付与すれば、ローラ機構３３のトラック溝３６からの抜出が可能となる。すなわち、この等速自在継手の分解作業を行うことができる。

このように、本発明に係るトリポード型等速自在継手よれば、ローラ機構３３を、所定角度の嵌入可能角度βの首振り状態とすることによって、ガイド構造Ｍ１を介して、外側継手部材３１へ開口部からローラ機構３３が嵌入することができる。また、ガイド構造Ｍ１及び抜け止め構造Ｍ３は外側継手部材３１の開口部に設けているので、嵌入後においては、ローラ機構３３は非首振り状態（すなわち、脚軸に対して傾斜しない状態）に戻って、ローラ機構３３の外側継手部材３１からの抜けを抜け止め構造にて規制することができる。

すなわち、ガイド構造Ｍ１を介して、過大な抵抗を要さずに容易にローラ機構３３を外側継手部材に組込可能となり、組立作業性の向上を図ることができる。しかも、内部部品であるローラ機構３３およびトリポード部材３２の外側継手部材３１からの抜けを抜け止め構造Ｍ３にて規制することができる。ローラ機構３３の嵌入状態において、ローラ機構３３を嵌入可能角度βとなるように傾斜させれば、外側継手部材３１からローラ機構３３を抜出することができ、分解作業を容易に行うことができ、メンテナンス性に優れる。

しかも、従来のようにクリップ（止め輪）を必要としないので、溝加工の廃止、材料費削減が可能となり、製造コストの削減が可能となる。

また、ガイド構造Ｍ１は、所定角度の首振り状態でのローラ機構３３の嵌入を許容する切欠部５５を外側継手部材３１の開口部に有するものにて構成しているので、部品点数を増加させることなく、ガイド構造Ｍ１を構成できる。

抜け止め構造Ｍ３は、外側継手部材３１へのローラ機構３３の嵌入状態からの開口側への移動にてローラ機構３３の外径面４２ｂの一部に当接する突起５６を外側継手部材３１の開口部に有するものにて構成しているので、部品点数を増加させることなく、抜け止め構造を構成できる。

姿勢維持構造Ｍ２を備えているので、外側継手部材３１へのローラ機構３３の嵌入を安定して行うことができ、組立作業の効率化を図ることができる。また、前記姿勢維持構造Ｍ２は、内側ローラ４１の内径面４１ｂの一部が嵌合する凹部５０，５１を脚軸３９に有するものにて構成しているので、部品点数を増加させることなく、姿勢維持構造Ｍ２を構成できる。

また、嵌入可能角度βを首振り角度αよりも大きく設定していので、通常、ローラ機構３３がこの嵌入可能角度βにならず、外側継手部材３１からの内部部品（ローラ機構３３及びトリポード部材３２）の抜け（脱落）を有効に防止できる。

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、インナリング（内側ローラ）とアウトローラ（外側ローラ）と針状ころ等を用いたＰＴＪタイプ（ピロージャナルトリポードジョイント）であったが、ローラがトラニオン（トリポード部材）のスパイダー部（脚軸）に対して首振り可能でかつ脚軸軸線方向に移動可能なもの、例えば、スフェリカルローラとフリーリングと針状ころ等を用いたＦＴＪタイプやＳＦＪタイプ等であってもよい。

前記した実施形態では、ガイド構造Ｍ１を構成する切欠部５５を一方の案内面３７ａ側に設け、抜け止め構造Ｍ３を構成する突起５６を他方の案内面３７ｂ側に設けたが、逆にガイド構造Ｍ１を構成する切欠部５５を他方の案内面３７ｂ側に設け、抜け止め構造Ｍ３を構成する突起５６を一方の案内面３７ａ側に設けるようにしてもよい。

また、前記実施形態のローラ機構３３では、二つのローラと複数の針状ころとを備えたものであるので、これらの相互間には、ラジアルすきまを有する。このため、首振り角度をαからβへ傾ける際に、弾性変形を伴わせることなく、このラジアルすきま分のみによるローラ機構をαからβへ傾けるようにしてもよい。また、嵌入可能角度βを首振り角度αよりも大きく設定していたが、同一であってもよい。

前記した実施形態では、外径側凹部５０及び内径側凹部５１にて、姿勢維持構造Ｍ２を構成していたが、いずれか一方の凹部でもって構成するようにしてもよい。

３１ 外側継手部材
３２ トリポード部材
３３ ローラ機構
３６ トラック溝
３７ａ ローラ案内面
３７ｂ ローラ案内面
３９ 脚軸
４１ 内側ローラ
４２ 外側ローラ
４３ 針状ころ
５０ 外径側凹部
５１ 内径側凹部
５５ 切欠部
５６ 突起
５７ 突起
Ｍ１ ガイド構造
Ｍ２ 姿勢維持機構
Ｍ３ 抜け止め構造

Claims (5)

1. 内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びるローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、前記トリポード部材の脚軸にそれぞれ装着されて、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、このローラ機構が前記外側継手部材のトラック溝の前記ローラ案内面に沿って摺動するトリポード型等速自在継手において、
   所定角度の嵌入可能角度の首振り状態での外側継手部材へのその開口部からローラ機構の嵌入を許容するガイド構造と、ローラ機構の外側継手部材からの抜けを規制する抜け止め構造とを外側継手部材の開口部に設けたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
2. 前記ガイド構造は、前記所定角度の首振り状態でのローラ機構の嵌入を許容する切欠部を外側継手部材の開口部に有す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. 前記抜け止め構造は、外側継手部材へのローラ機構の開口側への移動にてローラ機構の一部に当接する突起を外側継手部材の開口部に有す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. ローラ機構は内側ローラと外側ローラとを備え、前記嵌入可能角度乃至この嵌入可能角度よりも小さい角度で内側ローラの姿勢を維持する姿勢維持構造を備え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. 前記姿勢維持構造は、内側ローラの内径面の一部が嵌合する凹部を脚軸に有することを特徴とする請求項４に記載のトリポード型等速自在継手。