JP5882013B2 - トリポード型等速自在継手 - Google Patents

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１１と図１２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１１と図１２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。

また従来では、クリップを用いない抜け止め手段を備えたものもある（特許文献２及び特許文献３）。この特許文献２及び特許文献３では、ローラ案内面の開口端に、突起状の係止爪部を設けるものである。したがって、トルク伝達部材のローラが係止爪部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 特開平１１−３３６７８２号公報 特開２００２−２３５７６６号公報

しかしながら、前記図１１と図１２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。

また、係止爪部を設けるものでは、クリップを必要としないので、部品点数及び加工工数の増加とならない。しかしながら、係止爪部を設ける場合、内部部品の外側継手部材内へ挿入する際には、係止爪部を弾性変形させて挿入する必要があり、その挿入時には比較的大きな挿入力を必要とし、組立性に劣ることになる。係止爪部を設ける場合、内部部品を外側継手部材に挿入した後、係止爪部を形成（塑性変形等による加工）するようにすれば、挿入時に係止爪部を有さないので、内部部品の外側継手部材への挿入は容易である。しかしながら、内部部品を外側継手部材に挿入した後に係止爪部を形成する場合、外側継手部材単品時の加工と相違して、加工しにくい問題が生じる。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、ローラ機構が脚軸に対して首振り揺動自在なトリポード型等速自在継手において、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、首振り状態での外側継手部材からのローラ機構及びトリポード部材を含む内部部品の抜けを規制する抜け止め用突起部を外側継手部材の開口端側に設け、前記抜け止め用突起部は、非首振り状態では、前記ローラから回避してローラに係合せず、外側継手部材への内部部品の挿脱を許容するものである。

本発明のトリポード型等速自在継手によれば、ローラ機構の首振り状態、つまり、外側継手部材の軸方向に対して所定角度でローラが傾斜する状態では、抜け止め用突起部によって、ローラ機構、ひいてはトリポード部材を含む内部部品の外側継手部材からの抜けを規制することができる。また、ローラ機構の非首振り状態、つまり、外側継手部材の軸方向に対してローラが傾斜しない状態では、内部部品の挿脱が可能となる。

前記抜け止め突起部は、ローラ案内面を転動するローラ機構のローラよりも継手外径側であるトラック溝奥側に配設される第１突起部と、ローラよりも継手内径側であるトラック溝開口側に配設される第２突起部とを備えたものとできる。

第１突起部と第２突起部とを備えたものでは、ローラの外径部において、トラック溝奥側とトラック溝開口側とで、ローラを係止状とすることができる。これによって、安定した抜け防止機能を発揮する。第1突起部と第2突起部の両方があればローラがどちら側に傾いていても同じ位置で止まる。但し、第1突起部のみ、又は第2突起部のみでも可能である。

前記第１突起部及び第２突起部が、各トラック溝の両ローラ案内面に配設されているのが好ましい。このように配設することによって、４箇所でローラが係止することになって、より安定した抜け防止機能を発揮する。

前記第１突起部及び第２突起部が、各トラック溝のローラ案内面のいずれか一方のみに配設されるものであってもよい。また、第１突起部が各トラック溝のローラ案内面のいずれか一方に配置されるとともに、第２突起部が各トラック溝のローラ案内面の他方に配設されているものであってもよい。

前記第１突起部及び第２突起部は、外側継手部材に取り外し不可として一体的に形成されているものであっても、外側継手部材に取り外し可能として付着されているものであってもよい。

本発明では、内部部品を外側継手部材に抜き差しする際、外側継手部材の軸線に対する角度を制限することで、クリップ等の追加部品を用いないことによって、内部部品（ローラ機構及びトリポード部材）の外側継手部材からの脱落を防止できる。このように、クリップ等の追加部品を用いる必要がないので、クリップを用いるものに対して、部品点数、加工工数、及び組立工数の減少を図ることができて、コスト低減を達成できる。また、抜け止め用突起部が形成されていても、この抜け止め用突起部は、非首振り状態での外側継手部材への内部部品の挿脱を許容するものであるので、組立性に優れる。

抜け止め用突起部が、第１突起部と第２突起部とを備えたものでは、安定した抜け防止機能を発揮することができ、しかも、構成の簡易化を図ることができる。特に、４箇所でローラが係止するものでは、より安定した抜け防止機能を発揮する。

第１突起部及び第２突起部が取り外し不可とされるものでは、不意の抜けを防止できる。また、取り外し可能として付着されるものでは、装置への組み付け後には、第１突起部及び第２突起部を取り外すことができ、軽量化を図ることができる。また、外側継手部材へ内部部品を嵌入させる場合に、第１突起部及び第２突起部を取り外しておいて、搬送時や組み付け時等において第１突起部及び第２突起部を取り付けるようにして、内部部品の抜けを規制するようにしてもよい。また、取り外し可能として付着されるものでは、第１突起部や第２突起部等が損傷等した場合に交換することができ、外側継手部材全体を交換等する必要がなく、メンテナンス性に優れる。

本発明の第１の実施形態を示すトリポード型等速自在継手の正面図である。 前記図１に示すトリポード型等速自在継手の要部拡大正面図である。 前記図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。 前記図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。 前記図１に示すトリポード型等速自在継手の縦断面図である。 前記図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、（ａ）は非首振状態の要部断面図であり、（ｂ）は首振状態の要部断面図である。 前記図１に示すトリポード型等速自在継手の首振状態の縦断面図である。 トリポード型等速自在継手の第２の実施形態を示す縦断面図である。 トリポード型等速自在継手の第３の実施形態を示す要部拡大正面図である。 トリポード型等速自在継手の第４の実施形態を示す要部拡大正面図である。 従来のトリポード型等速自在継手の縦断面図である。 トリポード型等速自在継手の横断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

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。

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(図５参照)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。マウス部３４は、横断面で見ると、大径部３４ａと小径部３４ｂが交互に現れる非円筒形状である。すなわち、マウス部３４は、大径部３４ａと小径部３４ｂ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３６が形成される。

各トラック溝３６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）３７、３７が形成される。また、内径面においては、円周方向に交互に現れる小内径部４５と大内径部４６をローラ案内面３７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３１は、円周方向に向き合ったローラ案内面３７と両ローラ案内面３７，３７間に設けられた大内径部４６からなるトラック溝３６が内周の三箇所に形成されるものである。

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。なお、図５と図６等は環状溝、ワッシャ４７，４８及び針状ころ４３等の記載を省略しているが、実際には、環状溝、ワッシャ４７，４８及び針状ころ４３等は図３に示すように備えている。

脚軸３９の外周面は、縦断面(図５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の内周面は、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、脚軸３９の軸線Ｌ０（継手軸線Ｌに直交する軸線）に対して直交する軸線Ｌ１（継手軸線Ｌと平行である軸線）に対して内側ローラ４１と外側ローラ４２の軸線Ｌ２が、首振り角度θで傾くことをいう。また、図６（ａ）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６（ｂ）に示すように、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とが最大首振り角度から非首振り状態までの所定角度θ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。

ところで、このトリポード型等速自在継手は、図１と図２等に示すように、首振り状態での外側継手部材３１からの内部部品Ｓの抜けを規制する抜け防止用突起部５０が外側継手部材３１の開口端部に設けられている。ここで、内部部品Ｓとは、ローラ機構３３及びトリポード部材３２を含む部品であって、図５等に示すように、外側継手部材３１内に収納される部品である。

抜け防止用突起部５０は、図１と図２と図５等に示すように、ローラ案内面３７を転動するローラ機構３３のローラ４２に対して、ローラ４２よりも継手外径側であるトラック溝奥側に配設される第１突起部５０ａと、ローラ４２よりも継手内径側であるトラック溝開口側に配設される第２突起部５０ｂとを備える。

第１突起部５０ａは、外側継手部材３１の開口端３１ａであって、大内径部４６側の案内面３７に設けられた小ブロック片からなり、第２突起部５０ｂは、外側継手部材３１の開口端３１ａ側であって、小内径部４５側の案内面３７に受けられた小ブロック片からなる。この場合、第１突起部５０ａが案内面３７側の大内径部４６に設けれ、第２突起部５０ｂが案内面３７側の小内径部４５に設けられると表現してもよい。

そして、図６（ａ）に示す非首振り状態では、図１と図２に示すように、ローラ４２の外径面両端にある面取部により第１、第２突起部５０ａ、５０ｂを回避するので、ローラ機構３３のローラ４２は第１、第２突起部５０ａ、５０ｂに係合（係止）しない状態となる。このため、外側継手部材３１へのローラ機構３３の抜き差しが可能となる。これに対して、ローラ機構３３が外側継手部材３１の開口部に位置した状態で、図６（ｂ）に示すように首振り状態となれば、図７に示すように、第１突起部５０ａにローラ４２の外径面が係止状となるとともに、第２突起部５０ｂにローラ４２の内径面に係止状となって、ローラ機構３３、ひいては内部部品Ｓの外側継手部材３１からの抜けを規制することができる。

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３３の首振り状態、つまり、外側継手部材の軸方向に対して所定角度でローラ４２が傾斜する状態では、抜け止め用突起部５０によって、ローラ機構３３、ひいてはトリポード部材３２を含む内部部品Ｓの外側継手部材３１からの抜けを規制することができる。

内部部品Ｓを外側継手部材３１に抜き差しする際、外側継手部材３１の軸線に対する角度を制限することで、クリップ等の追加部品を用いることによって、内部部品Ｓ（ローラ機構３３及びトリポード部材３２）の外側継手部材３１からの脱落を防止できる。このように、クリップ等の追加部品を用いる必要がないので、クリップを用いるものに対して、部品点数、加工工数、及び組立工数の減少を図ることができて、コスト低減を達成できる。また、抜け止め用突起部５０が形成されていても、この抜け止め用突起部５０は、非首振り状態での外側継手部材３１への内部部品Ｓの挿脱を許容するものであるので、組立性に優れる。

また、抜け止め用突起部５０が、第１突起部５０ａと第２突起部５０ｂとを備えているので、安定した抜け防止機能を発揮することができ、しかも、構成の簡易化を図ることができる。特に、４箇所でローラ４２が係止するものでは、より安定した抜け防止機能を発揮する。

等速自在継手としては、前記実施形態では、トリポード部材３２の脚軸３９を、その断面形状を変則楕円形状とした。これは、作動角をとった際に、ローラ機構３３（ローラカセット）が首振り自在で、かつ外側継手部材３１の案内面３７に一定の姿勢を保ち、滑らかに転がるようにしたものである。このため、作動角に依存せず、誘起スラストを低く安定して維持することができる。

ところで、前記実施形態では、各突起部５０ａ，５０ｂは外側継手部材３１に一体的に形成され、外側継手部材３１から分離できないものとなっている。すなわち、各突起部５０ａ，５０ｂを外側継手部材３１と別部材として形成した後、溶接等の接合手段で外側継手部材３１に一体的に接合するものであっても、外側継手部材３１の形成時に、塑性加工や旋削工程等にて各突起部５０ａ，５０ｂを形成するようにしてもよい。

図８では、突起部５０ａ，５０ｂの外側継手部材３１の分離を可能としている。すなわち、突起部５０ａ，５０ｂを外側継手部材３１に着脱可能に装着されるプレート５１に設けるようにしている。この場合のプレート５１としては、ローラ機構３３を非首振り状態において、内部部品Ｓの外側継手部材３１への抜き差しが可能なようにリング体で構成される。また、外側継手部材３１への着脱機構（着脱手段）としては、螺着や嵌合等の種々の手段を採用することができる。

このような等速自在継手を、ドライブシャフトの摺動式等速自在継手に用いる場合等において、車に組み込まれた際には、内部部品の外側継手部材３１からの抜けが規制されるので、組み込まれ状態において、突起部５０ａ，５０ｂを有するプレート５１を取り外すようにしてもよい。すなわち、等速自在継手を搬送する際や組み込み作業字等のみにプレート５１を装着するようにしてもよい。

また、前記図１等に示す等速自在継手では、トラック溝３６毎に各突起部５０ａ，５０ｂは一対ずつ設けられていた。すなわち、各案内面に対応してぞれぞれの突起部５０ａ，５０ｂを形成していた。これに対して、図９に示すように、トラック溝３６のいずれか一方の案内面３７側にのみ突起部５０ａ，５０ｂを形成するようにしてもよい。また、図１０に示すように、トラック溝３６の一方の案内面３７側に第１突起部５０ａを設け、トラック溝３６の他方の案内面３７側に第２突起部５０ｂを設けるようにしてもよい。

この図９や図１０に示す等速自在継手であっても、非首振り状態では、図１と図２に示すように、ローラ機構３３のローラ４２に係合（係止）しない状態となる。このため、外側継手部材３１へのローラ機構３３の抜き差しが可能となる。これに対して、ローラ機構３３が外側継手部材３１の開口部に位置した状態で、首振り状態となれば、図７に示すように、第１突起部５０ａにローラ４２の外径面が係止状となるとともに、第２突起部５０ｂにローラ４２の内径面に係止状となって、ローラ機構３３、ひいては内部部品Ｓの外側継手部材３１からの抜けを規制することができる。

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、全トラック溝３６に、第１突起部５０ａと第２突起部５０ｂを設けていたが、３つのトラック溝３６のうち任意の２つ、又は任意の１つのトラック溝３６のみに第１突起部５０ａと第２突起部５０ｂを設けるようにしてもよい。

等速自在継手としては、前記実施形態では、トリポード部材の脚軸を、その断面形状を変則楕円形状としたが、トリポード部材の脚軸をこのような変則楕円形状とせずに、脚軸の外周側に、針状ころと、ローラと、フリーリングとを配設したタイプであってもよい。この場合、トラック溝につば部を有するものであってもつば部を有さないものであってもよい。

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
３７ ローラ案内面
３９ 脚軸
５０ａ 第１突起部
５０ｂ 第２突起部
５０ 防止用突起部
Ｓ 内部部品

Claims (7)

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、
   首振り状態での外側継手部材からのローラ機構及びトリポード部材を含む内部部品の抜けを規制する抜け止め用突起部を外側継手部材の開口端側に設け、前記抜け止め用突起部は、非首振り状態では、前記ローラから回避してローラに係合せず、外側継手部材への内部部品の挿脱を許容することを特徴とするトリポード型等速自在継手。
2. 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、
   首振り状態での外側継手部材からのローラ機構及びトリポード部材を含む内部部品の抜けを規制するとともに、非首振り状態での外側継手部材への内部部品の挿脱を許容する抜け止め用突起部を、外側継手部材の開口端側に設け、前記抜け止め突起部は、ローラ案内面を転動するローラ機構のローラよりも継手外径側に配設される第１突起部と、ローラよりも継手内径側に配設される第２突起部とを備えたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
3. 前記第１突起部及び第２突起部が、各トラック溝のローラ案内面のいずれか一方のみに配設されていることを特徴とする請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
4. 前記第１突起部が各トラック溝のローラ案内面のいずれか一方に配置されるとともに、前記第２突起部が各トラック溝のローラ案内面の他方に配設されていることを特徴とする請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
5. 前記第１突起部及び第２突起部は、外側継手部材に取り外し不可として一体的に形成されていることを特徴とする請求項２〜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. 前記第１突起部及び第２突起部は、外側継手部材に取り外し可能として付着されていることを特徴とする請求項２〜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. 前記第１突起部及び第２突起部が、外側継手部材に着脱可能に装着されたプレートに設けられたことを特徴とする請求項６に記載のトリポード型等速自在継手。

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