JP6324782B2 - トリポード型等速ジョイント - Google Patents

Description

この発明は、駆動軸と被駆動軸の２軸を連結して、駆動軸の動力を被駆動軸に伝達する等速ジョイントに関するものである。

自動車のドライブシャフトの回転トルクを車軸に伝達する部品として等速ジョイントが従来から知られている。

等速ジョイントは、駆動軸と被駆動軸の等速性を維持しながら両軸の角度変位を許容する部材であるため、自動車以外の各種産業機械や家電製品、事務機器等にも多用されている。

等速ジョイントには、角度変位のみを許容する固定型等速ジョイントと、角度変位と軸方向変位を許容する摺動型等速ジョイントとが存在し、その摺動型等速ジョイントとして、特許文献１に記載されたものが知られている。

この特許文献１に記載された等速ジョイントは、トリポード型等速ジョイントと称され、外輪の内周に軸方向に延びる３本のトラック溝を周方向に１２０゜の間隔をおいて形成し、その外輪の内側に組込まれたトリポード部材にはトラック溝のそれぞれにスライド自在に挿入される３本の半径方向の突出部（脚軸）が設けられ、外輪とトリポード部材の相互間で回転トルクの伝達を行なうようにされている。

また、外輪の隣接するトラック溝間に形成された膨出部の先端部に、周方向に相反する方向に傾斜してその膨出部の周方向幅の中央に頂部を形成する一対のテーパ面を形成し、突出部の前側部には、その突出部の幅方向の中央から両側に向けて傾斜して突出部の幅方向の中央に頂部を形成する一対のテーパ面が設けられ、外輪とトリポード部材の組込みや分離が容易に行われるような構造を有している。

特許文献１に記載のトリポード型等速ジョイントは、外輪とトリポード部材の組込みや分離が容易であり、且つ、グリース潤滑が不要で、軽量、小型、動作音が小さいという点で有利である。

特開２００７−２５５５１１号公報

ところで、特許文献１の等速ジョイントによると、平行ではない駆動軸の軸心と被駆動軸の軸心とが、等速ジョイントを配置したジョイント部付近で交差する状態、いわゆる偏角（屈曲）が生じた状態に対しては、比較的大きなずれにも対応しやすい。

しかし、駆動軸の軸心の延長線と被駆動軸の軸心の延長線とが、ジョイント部以外の部分で交差するような状態、あるいは、駆動軸の軸心と被駆動軸の軸心とが平行で交差しない状態、いわゆる心ずれの状態には、対応できるずれの範囲が限られているという問題がある。

そこで、この発明は、回転速度のムラをできる限り抑制し、駆動軸の軸心と被駆動軸の軸心とのより大きな偏角や心ずれにも対応できるようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、駆動軸と被駆動軸とを連結するとともに、前記駆動軸の軸心と前記被駆動軸の軸心との間の角度が１８０°以外のときに、又は、心ずれが発生したときに生じる前記被駆動軸の回転速度変動を抑制して前記駆動軸の回転を前記被駆動軸に伝達する連結手段であるトリポード型等速ジョイントであって、前記連結手段は、中間部材と前記中間部材の前記駆動軸側端と前記被駆動軸側端とにそれぞれ設けられた軸端部材とからなり、前記中間部材は外輪であり、前記軸端部材はトリポード部材であり、前記外輪には、軸方向両端面でそれぞれ解放されると共に周方向に１２０°の間隔をおいて内周に軸方向に延びるトラック溝が形成され、前記トリポード部材には、前記各トラック溝内に軸方向へスライド自在に収容されることで、前記外輪とそのトリポード部材との相互間で軸周りのトルク伝達を可能とする３つの突出部がそれぞれ設けられていることを特徴とするトリポード型等速ジョイントを採用した。

駆動軸と被駆動軸とを連結するトリポード型等速ジョイントを、軸方向両端面でそれぞれ解放されると共に周方向に１２０°の間隔をおいて内周に軸方向に延びるトラック溝が形成された外輪からなる中間部材と、各トラック溝内に軸方向へスライド自在に収容される３つの突出部がそれぞれ設けられたトリポード部材からなる軸端部材とで構成し、中間部材両端の２箇所においてそれぞれ屈曲機能、首振り機能を持たせたことで、被駆動軸を速度ムラなく等速回転させることができ、且つ、より大きな偏角や心ずれにも対応できるようになる。

この各構成において、前記外輪は、その内面に前記トラック溝がそれぞれ形成された２つのカップの底同士を背中合わせにして軸方向に沿って直列に配列したように構成することができる。

また、他の構成として、駆動軸と被駆動軸とを連結するとともに、前記駆動軸の軸心と前記被駆動軸の軸心との間の角度が１８０°以外のときに、又は、心ずれが発生したときに生じる前記被駆動軸の回転速度変動を抑制して前記駆動軸の回転を前記被駆動軸に伝達する連結手段であるトリポード型等速ジョイントであって、前記連結手段は、中間部材と前記中間部材の前記駆動軸側端と前記被駆動軸側端とにそれぞれ設けられた軸端部材とからなり、前記中間部材は、軸方向いずれかの側が外輪、その対側がトリポード部材であり、前記軸端部材は、前記いずれかの側がトリポード部材、前記対側が外輪であり、前記外輪には、対応するトリポード部材側端でそれぞれ解放されると共に周方向に１２０°の間隔をおいて内周に軸方向に延びるトラック溝が形成され、前記トリポード部材には、前記各トラック溝内に軸方向へスライド自在に収容されることで、前記外輪とそのトリポード部材との相互間で軸周りのトルク伝達を可能とする３つの突出部がそれぞれ設けられていることを特徴とするトリポード型等速ジョイントを採用した。

これらの各構成において、前記トリポード部材と前記外輪が合成樹脂の成形品である構成を採用することができる。また、前記トリポード部材と、それに対応する前記外輪とは、その合成樹脂の主材料（ベースレジン）が異なる構成を採用することが望ましい。

トリポード部材と両外輪を合成樹脂の成形品としたことにより、グリース等の潤滑剤を不要とし、ブーツ等の潤滑剤漏洩防止部材を不要とすることができる。また、メンテナンスの容易化を図ることができる。さらに、潤滑剤の漏洩によって周辺機器等が汚されるという不都合の発生を防止することができ、また、トルク伝達時の動作音を少なくすることができる。また、トリポード部材と両外輪の合成樹脂の主材料（ベースレジン）が異なる構成を採用することによって、樹脂の凝着現象が防止でき、トルク変動や摩耗特性に効果的になる。

これらの各構成において、一方の前記外輪の解放端とそれに対応する一方の前記トリポード部材との接続部が、他方の前記外輪の解放端とそれに対応する他方の前記トリポード部材との接続部よりも軸方向へ抜け落ちやすい構造とすることができる。

一般に、等速ジョイントを用いた各種装置において、メンテナンスや部品の劣化に伴う交換のため、そのジョイント部を挟んで駆動軸と被駆動軸とを接続したり（駆動力が伝達される状態）、切り離したり（駆動力が伝達されない状態）する必要がある場合がある。
そこで、上記のように、中間部材の軸方向両端のうち、一方を他方よりも抜け落ちやすい構造とすることで、駆動軸と被駆動軸との切り離し箇所を特定することができる。すなわち、駆動軸と被駆動軸とを遠ざける方向に引張った際に、突出部がトラック溝から離脱して自然にトリポード部材の軸方向一方の端部が外輪から切り離される。また、駆動軸と被駆動軸とが近づく方向に押し込めば、突出部がトラック溝に収容されて自然にトリポード部材の軸方向一方の端部が外輪に接続される。突出部がトラック溝に対して軸方向へ移動自在であるから、このような作用が可能である。

中間部材の軸方向両端のうち、一方を他方よりも抜け落ちやすい構造とするためには、例えば、固定側、すなわち、中間部材の軸方向他方の端部とそれに対応する他方の外輪との間に、止め輪等の抜け落ち防止手段を設けるとよい。また、他の手法として、固定側の外輪の開口側端部に、内径側に膨らむ突起、アンダーカット等を設けて、開口部の出口を狭めてもよい。また、さらに他の手法として、固定側のトリポード部材と外輪との間の嵌め込み時の隙間を比較的狭くして抜け落ちにくい構造とし、非固定側、すなわち、中間部材の軸方向一方の端部と外輪との間の嵌め込み時の隙間を相対的に広くして、軸方向への引き抜きの力に対して、一方側が他方側よりも優先して抜け落ちるようにしてもよい。

トリポード部材の軸方向一方の端部が外輪に接続されるとき、突出部がトラック溝内にスムーズに収容されるよう、外輪のトラック溝の入口付近にガイド機能を設けることができる。

すなわち、その構成は、一方の前記トリポード部材の３つの突出部と一方の前記外輪との接続部は、一方の前記外輪の隣接する前記トラック溝間に形成された膨出部の先端部に、周方向に相反する方向に傾斜してその膨出部の周方向幅の中程に頂部を形成する対のテーパ面を形成し、前記一方のトリポード部材の３つの突出部の前面部に、その各突出部の幅方向の中央から両側に向けて傾斜してその突出部の幅方向の中程に頂部を形成する対のテーパ面を設けた構成である。

この構成によれば、非固定側の外輪の開口側端部からトリポード部材を挿入するジョイント接続時に、トラック溝と突出部の位相が周方向にずれがある場合でも、突出部は膨出部の先端部に形成されたテーパ面で接触案内されてトラック溝の先端開口に誘導される。このため、トラック溝と突出部の位相合わせを行う必要がなく、トリポード型等速ジョイントを極めて簡単に接続させることができる。

このとき、一方の前記外輪の３つの膨出部の頂部のうち、少なくとも１つの膨出部の頂部の前記軸方向位置は、他の膨出部の頂部の前記軸方向位置と異なる構成を採用することができる。特に、一方の前記外輪の３つの膨出部の頂部のうち、１つの膨出部の頂部は、他の２つの膨出部の頂部よりも前方へ突出していることが好ましい。

あるいは、一方の前記トリポード部材の３つの突出部の頂部のうち、少なくとも１つの突出部の頂部の前記軸方向位置は、他の突出部の頂部の前記軸方向位置と異なる構成を採用することができる。特に、一方の前記トリポード部材の３つの突出部の頂部のうち、１つの突出部の頂部は、他の２つの突出部の頂部よりも前方へ突出していることが好ましい。

例えば、３つの膨出部の頂部の前記外輪の軸方向に対する位置がすべて同じであり、且つ、突出部の頂部のトリポード部材の軸方向に対する位置がすべて同じであるとすると、ジョイント組立て時に、膨出部の頂部と突出部の頂部の位相が一致している場合、いわゆる３点支持となって、テーパ面による案内効果が期待できないだけでなく、想定される以上の押し込み力が作用した場合等に、その頂部に損傷を生じてしまう恐れもある。そこで、その頂部同士の３点支持を回避するため、上記の各構成をとることが望ましい。

さらに、これらの各構成において、前記各突出部の前記トラック溝の側面と対向する両側側面に前記軸方向に沿ってわん曲する曲面を設け、前記トラック溝の側面と前記曲面とを接触させた構成を採用することができる。トラック溝の側面に対して、各突出部の両側側面に設けた曲面が接触することで、偏角、心ずれが生じた際の外輪とトリポード部材との屈曲機能、首振り機能が円滑に作用し得る。

この発明は、駆動軸と被駆動軸とを連結するトリポード型等速ジョイントを、軸方向両端面でそれぞれ解放されると共に周方向に１２０°の間隔をおいて内周に軸方向に延びるトラック溝が形成された外輪からなる中間部材と、各トラック溝内に軸方向へスライド自在に収容される３つの突出部がそれぞれ設けられたトリポード部材からなる軸端部材とで構成し、中間部材両端の２箇所においてそれぞれ屈曲機能、首振り機能を持たせたことで、被駆動軸を速度ムラなく等速回転させることができ、且つ、より大きな偏角や心ずれにも対応できるようになる。

この発明の一実施形態を示すトリポード型等速ジョイントを用いた装置の要部拡大図 トリポード型等速ジョイントを構成する部品の詳細を示し、（ａ）は一端側の軸端部材を中間部材から抜き取った状態の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図 トリポード型等速ジョイントの縦断面図 トリポード型等速ジョイントの分解斜視図 トリポード型等速ジョイントの変形例をそれぞれ示し、（ａ）は連結手段の断面図、（ｂ）は分解斜視図 トリポード型等速ジョイントのさらなる変形例を示す斜視図 他の実施形態を示し、一端側の軸端部材を中間部材から抜き取った状態の縦断面図

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明のトリポード型等速ジョイントを用いた回転伝達機構の要部を示す。
この回転伝達機構は、駆動力の伝達に関与するギヤを備える回転部Ｒと、回転部Ｒを軸周り回転させるモータからなる駆動源Ｍと、駆動源Ｍからの駆動力を回転部Ｒに伝達する駆動伝達装置２０とを備えている。

駆動伝達装置２０は、駆動源Ｍから伸びる駆動軸２１と、回転部Ｒから伸びる被駆動軸２２（以下、「回転体軸２２」と称する。）とを結ぶトリポード型等速ジョイントからなる連結手段３０を備えている。連結手段３０は、回転体軸２２の軸心と駆動軸２１の軸心とが同一直線上にない状態、すなわち、両者の成す角度が１８０°（１８０ｄｅｇ）以外のときに、又は、心ずれが発生したときに生じる回転体軸２２の回転速度変動を抑制して、駆動軸２１の回転を回転体軸２２に伝達する機能を有する。図２〜図４は、連結手段３０の詳細を示す。また、図５（ａ）（ｂ）は、それぞれその変形例を示す。

図１に示すように、回転部Ｒは回転体軸２２とともに回転し、その回転体軸２２が一対のフレームＦ’に軸受ｂを介して軸周り回転自在に支持されている。回転部Ｒを回転駆動する駆動源Ｍは、回転伝達機構の装置本体側のフレームＦに取付けられて、回転部Ｒと軸方向で対向する配置とされている。フレームＦ’はフレームＦに対して回転体軸２２の軸方向に沿って移動可能であり、その移動により、回転部Ｒを備えたユニットが装置本体に対して着脱できるようになっている。

連結手段３０は、中間部材Ｄと、その中間部材Ｄの駆動軸２１側端と被駆動軸２２側端とにそれぞれ設けられた軸端部材Ｅとからなる。ここで、中間部材Ｄは軸方向両端にそれぞれ外輪３１，３６を備える部材であり、軸端部材Ｅはその外輪３１，３６内に挿入されるトリポード部材４０，４５である。

中間部材Ｄの各外輪３１，３６には、軸方向両端面でそれぞれ解放されると共に周方向に１２０°の間隔をおいて内周に軸方向に延びるトラック溝３２，３７が形成されている。トリポード部材４０，４５には、各トラック溝３２，３７内に軸方向へスライド自在に収容されることで、外輪３１，３６とそのトリポード部材４０，４５との相互間で軸周りのトルク伝達を可能とする３つの突出部４２，４７がそれぞれ設けられている。

一方のトリポード部材４０は筒状を成す本体部４０ａを備え、その本体部４０ａの軸方向孔４０ｂ内に、突出部４２の反対側の端部から回転体軸２２が挿入されて、トリポード部材４０と回転体軸２２とが接続されている。他方のトリポード部材４５は筒状を成す本体部４５ａを備え、その本体部４５ａの軸方向孔４５ｂ内に、突出部４７の反対側の端部から駆動軸２１が挿入されて、トリポード部材４５と駆動軸２１とが接続されている。

トリポード部材４０，４５で構成される軸端部材Ｅと、対の外輪３１，３６を備えた中間部材Ｄは、いずれも合成樹脂の成形品である。合成樹脂は、このトリポード型等速ジョイントの使用条件によって適切なものを選択し、射出成形可能な合成樹脂が望ましい。射出成形可能な樹脂であれば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。

ここで、対の外輪３１，３６とトリポード部材４０，４５を形成する合成樹脂の主材料、すなわち、添加材等を除いた成分であるベースレジンを、互いに異なった樹脂で構成することによって、凝着現象を防止することができる。外輪３１とトリポード部材４０の合成樹脂の主材料は互いに異なることが望ましく、もう一方の外輪３６とトリポード部材４０の合成樹脂の主材料も互いに異なることが望ましい。これにより、トルク変動の防止や耐摩耗性の向上を図ることができる。例えば、両外輪３１，３６をそれぞれナイロン樹脂で形成し、トリポード部材４０，４５をＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）で形成することができる。

対の外輪３１，３６は、その内面にトラック溝３２，３７がそれぞれ形成された２つのカップの底同士を背中合わせにして軸方向に沿って直列に配列した対のカップ状部材３５の両端に形成されている。各外輪３１，３６の内周には、前述のように、それぞれ軸方向に延びる３本のトラック溝３２，３７が、周方向に沿って１２０°（１２０ｄｅｇ）の間隔をおいて形成されている。各トラック溝３２，３７の周方向で対向する一対の側面３２ａ，３２ａ；３７ａ，３７ａは互に平行な面方向を有する平坦面である。

各トリポード部材４０，４５には、それぞれ３つの突出部４２，４７が設けられている。３つの突出部４２，４７は、対応する側の外輪３１，３６の各トラック溝３２，３７内に収容される。また、一方の突出部４２の先端は、外輪３１のトラック溝３２の奥部に設けた収容凹部３４に入り込むようになっている。

突出部４２，４７は、トラック溝３２，３７内において軸方向へスライド自在とされる。また、トラック溝３２，３７の側面３２ａ，３７ａと対向する両側側面４２ｃ，４７ｂは、それぞれトリポード部材４０の軸方向に沿ってわん曲する円筒面となっている。この実施形態では、対向する両円筒面の軸心は、トリポード部材４０の半径方向へ向いて、各突出部４２，４７の突出方向への軸心に一致している。なお、これらの円筒面に代えて球面とすることも可能である。

突出部４２，４７は、駆動軸２１と回転体軸２２の一方に対する回転トルクの入力時、両側の側面４２ｃ，４７ｂが、トラック溝３２，３７の側面３２ａ，３７ａと係合する。その係合によって、外輪３１，３６とトリポード部材４０の相互間で、軸周り回転トルクの伝達を行なうようになっている。

このとき、各トラック溝３２，３７の側面３２ａ，３７ａと、対向する突出部４２，４７の側面４２ｃ，４７ｂとが接触し、その接触部が摺接することで、偏角、心ずれが生じた際の外輪３１，３６とトリポード部材４０との屈曲機能、首振り機能が円滑に作用するようになっている。

また、各トリポード部材４０，４５のうち、回転体Ｒ側の端部の３つの突出部４２とそれに対応する外輪３１の接続部が、駆動源Ｍ側の端部の３つの突出部４７とそれに対応する他方の外輪３６との接続部よりも、軸方向へ抜け落ちやすい構造である。

この実施形態では、固定側である駆動源Ｍ側のトリポード部材４５と外輪３６との接続部は、軸方向へ抜け落ちにくい構造とされており、その嵌め込み時の隙間を比較的狭くして強い力で圧入する構造とし、相対的に抜け落ちにくい構造としている。また、非固定側である回転体Ｒ側であるトリポード部材４０と外輪３１との接続部は、その嵌め込み時の隙間を相対的に広くして比較的弱い力で嵌め込みできる構造としている。これにより、軸方向への引き抜き力に対して、非固定側が固定側よりも優先して抜け落ちるようにしている。

なお、この実施形態のように、駆動源Ｍ側を固定側、回転体Ｒ側を非固定側とすることが望ましいが、駆動源Ｍ側を非固定側、回転体Ｒ側を固定側とした構成も可能である。

各トリポード部材４０，４５のうち、一方を他方よりも抜け落ちやすい構造とする手段としては、他にも、例えば、固定側のトリポード部材４５と外輪３６との間に、止め輪等の抜け落ち防止手段を設けるとよい。具体的には、外輪３６の開口端部の内周に設けた係合溝に、円周方向の一部が開口したＣ字状の止め輪を取付けた構造が考えられる。止め輪は外輪３６の開口側端部からトリポード部材４５が抜け出るのを防止する。また、さらに他の手法として、固定側の外輪３６のトラック溝の開口側端部に、内径側に膨らむ突起、アンダーカット（図４（ｂ）の符号３８ａ参照）等を設けて、開口部の出口を狭めてもよい。

非固定側の外輪３１の隣接するトラック溝３２間には膨出部３３が形成されている。膨出部３３の先端部（開口側に向く先端部）には、周方向に相反する方向に傾斜してその膨出部３３の周方向幅の中程に頂部３３ｂを形成する対のテーパ面３３ａ，３３ａが形成されている。頂部３３ｂは、外輪３１の半径方向に伸びる直線状の稜線で構成されている。

なお、固定側の外輪３６の隣接するトラック溝３７間にも膨出部３８が形成されているが、こちら側の接続部は頻繁な接続、切り離しを前提としないため、テーパ面や頂部の形成は省略されている。

非固定側のトリポード部材４０の端部において、３つの突出部４２の前面部には、各突出部４２の幅方向の中央から両側に向けて傾斜してその突出部４２の幅方向の中程に頂部４２ｂを形成する対のテーパ面４２ａが形成されている。頂部４２ｂは、トリポード部材４０の半径方向に伸びる直線状の稜線で構成されている。固定側のトリポード部材４５の端部において、３つの突出部４７の前面部は、軸方向に直交する面方向を有するフラット面である。また、突出部４７の外径側を向く頂部４７ａもフラット面である。

この回転伝達機構において、回転部Ｒを備えたユニットの装置本体に対する支持位置の誤差が生じた場合を想定する。このとき、回転部Ｒ側の回転体軸２２の軸心と駆動源Ｍ側の駆動軸２１の軸心とが、上下方向又は横方向、あるいは、その両方向にずれた状態となり、両軸２２，２１の軸心同士の間に偏角や心ずれが生じた状態となる。

このような状態でトルク伝達するとき、固定側、非固定側の両方の接続部において、各突出部４２，４７は、トラック溝３２，３７に沿って、外輪３１，３６の軸方向にスライドする。このとき、突出部４２，４７の側面４２ｃ，４７ｂとトラック溝３２，３７の側面３２ａ，３７ａとの接触が線接触（側面４２ｃ，４７ｂに球面を採用した場合は点接触）であるため、スライド抵抗は小さく、突出部４２，４７はトラック溝３２，３７に沿って円滑にスライドする。

このように、中間部材Ｄの両端の２箇所において、それぞれ軸端部材Ｅとの間で屈曲機能、首振り機能を持たせたことで、回転体軸２２と駆動軸２１との間に大きな偏角や心ずれがあっても、回転体Ｒに速度ムラを発生させることなく等速回転させることができる。

図５に変形例を示す。前述の実施形態では、非固定側の外輪３１の３つの膨出部３３の頂部３３ｂの軸方向位置（外輪３１の軸方向に対する位置）がすべて同じであり、且つ、それに対応するトリポード部材４０の３つの突出部４２の頂部４２ｂの軸方向位置（トリポード部材４０の軸方向に対する位置）もすべて同じとしている。

外輪３１とトリポード部材４０との組込み時に、軸周り１２０°毎の方位に設けられている突出部４２の頂部４２ｂは、同じく１２０°毎の方位に設けられている膨出部３３の頂部３３ｂを挟んでいずれかの側のテーパ面３３ａにまず当接し、そのテーパ面３３ａに沿ってトラック溝３２に誘導される。

しかし、その組込み時に、膨出部３３の頂部３３ｂと突出部４２の頂部４２ｂの位相が一致した場合、いわゆる３点支持となって、テーパ面３３ａによる案内効果が期待できないだけでなく、想定される以上の押し込み力が作用した場合等に、その当接した頂部３３ｂ，４２ｂに損傷を生じてしまう恐れもある。そこで、その頂部３３ｂ，４２ｂ同士の３点支持を回避するため、下記の各構成をとることができる。

第一の構成としては、外輪３１の３つの膨出部３３の頂部３３ｂのうち、少なくとも１つの膨出部３３の頂部３３ｂの軸方向位置を、他の膨出部３３の頂部３３ｂの軸方向位置と異なるように設定する。ここで、３点支持を回避するためには、少なくとも１つの膨出部３３の頂部３３ｂが他と異なっていればよく、２つの頂部３３ｂが同じ軸方向位置で他の一つの頂部３３ｂが相対的に前方（開口側端部側）に位置している構成や、２つの頂部３３ｂが同じ軸方向位置で他の一つが相対的に後方（閉塞側端部側）に位置している構成、あるいは、３つの頂部３３ｂの軸方向位置がすべて異なる構成が考えられる。このとき、トリポード部材４０側の３つの突出部４２の頂部４２ｂは、例えば、すべて同一の軸方向位置にする等、膨出部３３の３つの頂部３３ｂに対して同時に当接しない位置に設定される。

例えば、図５（ａ）は、外輪３１の３つの膨出部３３の頂部３３ｂのうち、１つの膨出部３３の頂部３３ｂが、他の２つの膨出部３３の頂部３３ｂよりも前方へ距離Ｌだけ突出している構成を示している。他の２つの膨出部３３の頂部３３ｂは同一の軸方向位置にあり、トリポード部材４０側の３つの突出部４２の頂部４２ｂは、すべて同一の軸方向位置に設定されている。このため、頂部３３ｂ，４２ｂ同士の３点支持を回避することができる。

なお、この図５（ａ）では、中間部材Ｄの軸方向両端のうち、一方を他方よりも抜け落ちやすい構造とする手段として、固定側のトリポード部材４５と外輪３６との間に、コイルばね４９を介在させている。トリポード部材４５の中心に設けられた軸方向孔４５ｂと外輪３６に設けられた軸方向孔３９に、一本のコイルばね４９の両端が嵌め込まれ、そのコイルばね４９によって、トリポード部材４５と外輪３６とが離れないように支持されている。この状態で、トリポード部材４５と外輪３６とは屈曲、首振り可能で、比較的強い力で軸方向に引張らない限り分離しないようになっている。このため、上記の各実施形態と同様、トリポード部材４０とトリポード部材４５とを軸方向へ離れる方向へ引張ると、トリポード部材４０と外輪３１とが先に分離し、トリポード部材４５と外輪３６とは分離しない。

また、第二の構成としては、トリポード部材４０の３つの突出部４２の頂部４２ｂのうち、少なくとも１つの突出部４２の頂部４２ｂの軸方向位置が、他の突出部４２の頂部４２ｂの軸方向位置と異なるように設定することができる。ここで、３点支持を回避するためには、少なくとも１つの突出部４２の頂部４２ｂが他と異なっていればよく、２つの頂部４２ｂが同じ軸方向位置で他の一つの頂部４２ｂが相対的に前方（中間部材Ｄ側）に位置している構成や、２つの頂部４２ｂが同じ軸方向位置で他の一つが相対的に後方（回転体軸２２側）に位置している構成、あるいは、３つの頂部４２ｂの軸方向位置がすべて異なる構成が考えられる。このとき、外輪３１側の３つの膨出部３３の頂部３３ｂは、例えば、すべて同一の軸方向位置にする等、３つの頂部４２ｂに対して同時に当接しない位置に設定される。

例えば、図６は、トリポード部材４０の一方の端部の３つの突出部４２の頂部４２ｂのうち、１つの突出部４２の頂部４２ｂ（図中の符号Ａ参照）は、他の２つの突出部４２の頂部４２ｂ（図中の符号Ｂ，Ｃ参照）よりも前方へ突出している構成を示している。他の２つの突出部４２の頂部４２ｂは同一の軸方向位置にあり、外輪３１側の３つの膨出部３３の頂部３３ｂは、すべて同一の軸方向位置に設定されている。このため、頂部３３ｂ，４２ｂ同士の３点支持を回避することができる。

他の実施形態を図７に示す。この実施形態の連結手段３０は、中間部材Ｄと、その中間部材Ｄの駆動軸２１側端と被駆動軸２２側端とにそれぞれ設けられた軸端部材Ｅとからなる。ここで、中間部材Ｄは、軸方向いずれかの側が外輪３１、その対側がトリポード部材４５であり、軸端部材Ｅは、前述の外輪３１を設けた側がトリポード部材４０、トリポード部材４５を設けた側が外輪３６である。

中間部材Ｄの軸方向一方側の接続部である外輪３１とそれに対応するトリポード部材４０との接続構造、軸方向他方側の接続部である外輪３６とそれに対応するトリポード部材４５との接続構造は、軸方向への配置の向きを除いてそれぞれ前述の実施形態と同様であるので説明を省略する。

なお、一方のトリポード部材４０は筒状を成す本体部４０ａを備え、その本体部４０ａの軸方向孔４０ｂ内に、突出部４２の反対側の端部から回転体軸２２が挿入されて、トリポード部材４０と回転体軸２２とが接続されている。他方のトリポード部材４５は筒状を成す本体部４５ａを備え、その本体部４５ａの軸方向一方側の端部が外輪３１と接続されて、トリポード部材４５と外輪３１とが一体の部材となっている。他方の外輪３６は筒状を成す軸部３６ａを備え、その軸部３６ａの軸方向孔３６ｂ内に、トラック溝３７の開口側の反対側の端部から駆動軸２１が挿入されて、外輪３６と駆動軸２１とが接続されている（図７に駆動軸２１及び回転体軸２２は図示せず）。

図７の例では、トリポード部材４０，４５と外輪３１，３６との２箇所の接続部のうち、回転体Ｒ側の端部の３つの突出部４２とそれに対応する外輪３１の接続部が、駆動源Ｍ側の端部の３つの突出部４７とそれに対応する他方の外輪３６との接続部よりも、軸方向へ抜け落ちやすい構造である点も同様である。また、この実施形態のように、駆動源Ｍ側を固定側、回転体Ｒ側を非固定側とすることが望ましいが、駆動源Ｍ側を非固定側、回転体Ｒ側を固定側とできる点も同様である。トリポード部材４０，４５や外輪３１，３６を構成する素材についても同様である。

これらの実施形態では、ギヤを備えた回転部Ｒの回転体軸２２と駆動源Ｍの駆動軸２１とを、トリポード型等速ジョイントで接続した例について説明したが、この発明のトリポード型等速ジョイントによる連結手段３０は、駆動軸と被駆動軸の等速性を維持しながら両軸の角度変位を許容する必要がある各種部材のジョイント部に使用することができ、各種産業機械や家電製品、事務機器等にも広く利用できる。

２１ 駆動軸
２２ 被駆動軸（回転体軸）
３０ トリポード型等速ジョイント
３１，３６ 外輪
３１ａ，３６ａ 軸部
３１ｂ，３６ｂ，４１ａ 軸方向孔
３２，３７ トラック溝
３２ａ，３７ａ 側面
３３，３８ 膨出部
３３ａ テーパ面
３３ｂ 頂部
３４ 収容凹部
３５ 対のカップ状部材
４０，４５ トリポード部材
４２，４７ 突出部
４２ａ テーパ面
４２ｂ 頂部
４２ｃ，４７ｂ 側面
４７ａ 頂部
Ｒ 回転部
Ｄ 中間部材
Ｅ 軸端部材
Ｆ，Ｆ’ フレーム
Ｍ 駆動源（モータ）

Claims (11)

1. 駆動軸（２１）と被駆動軸（２２）とを連結するとともに、前記駆動軸（２１）の軸心と前記被駆動軸（２２）の軸心との間の角度が１８０°以外のときに、又は、心ずれが発生したときに生じる前記被駆動軸（２２）の回転速度変動を抑制して前記駆動軸（２１）の回転を前記被駆動軸（２２）に伝達する連結手段（３０）であるトリポード型等速ジョイントであって、
   前記連結手段（３０）は、中間部材（Ｄ）と前記中間部材（Ｄ）の前記駆動軸（２１）側端と前記被駆動軸（２２）側端とにそれぞれ設けられた軸端部材（Ｅ）とからなり、前記中間部材（Ｄ）は外輪（３１，３６）であり、前記軸端部材（Ｅ）はトリポード部材（４０，４５）であり、
   前記外輪（３１，３６）には、軸方向両端面でそれぞれ解放されると共に周方向に１２０°の間隔をおいて内周に軸方向に延びるトラック溝（３２，３７）が形成され、
   前記トリポード部材（４０，４５）には、前記各トラック溝（３２，３７）内に軸方向へスライド自在に収容されることで、前記外輪（３１，３６）とそのトリポード部材（４０，４５）との相互間で軸周りのトルク伝達を可能とする３つの突出部（４２，４７）がそれぞれ設けられており、
   前記被駆動軸（２２）側の前記外輪（３１）の解放端とそれに対応する前記被駆動軸（２２）側の前記トリポード部材（４０）との接続部が、前記駆動軸（２１）側の前記外輪（３６）の解放端とそれに対応する前記駆動軸（２１）側の前記トリポード部材（４５）との接続部よりも軸方向へ抜け落ちやすい構造であることを特徴とするトリポード型等速ジョイント。
2. 前記外輪（３１，３６）は、その内面に前記トラック溝（３２，３７）がそれぞれ形成された２つのカップの底同士を背中合わせにして軸方向に沿って直列に配列したように構成されていることを特徴とする請求項１記載のトリポード型等速ジョイント。
3. 駆動軸（２１）と被駆動軸（２２）とを連結するとともに、前記駆動軸（２１）の軸心と前記被駆動軸（２２）の軸心との間の角度が１８０°以外のときに、又は、心ずれが発生したときに生じる前記被駆動軸（２２）の回転速度変動を抑制して前記駆動軸（２１）の回転を前記被駆動軸（２２）に伝達する連結手段（３０）であるトリポード型等速ジョイントであって、
   前記連結手段（３０）は、中間部材（Ｄ）と前記中間部材（Ｄ）の前記駆動軸（２１）側端と前記被駆動軸（２２）側端とにそれぞれ設けられた軸端部材（Ｅ）とからなり、前記中間部材（Ｄ）は、軸方向いずれかの側が外輪（３１）、その対側がトリポード部材（４５）であり、前記軸端部材（Ｅ）は、前記いずれかの側がトリポード部材（４０）、前記対側が外輪（３６）であり、
   前記外輪（３１，３６）には、対応するトリポード部材（４０，４５）側端でそれぞれ解放されると共に周方向に１２０°の間隔をおいて内周に軸方向に延びるトラック溝（３２，３７）が形成され、
   前記トリポード部材（４０，４５）には、前記各トラック溝（３２，３７）内に軸方向へスライド自在に収容されることで、前記外輪（３１，３６）とそのトリポード部材（４０，４５）との相互間で軸周りのトルク伝達を可能とする３つの突出部（４２，４７）がそれぞれ設けられており、
   前記被駆動軸（２２）側の前記外輪（３１）の解放端とそれに対応する前記被駆動軸（２２）側の前記トリポード部材（４０）との接続部が、前記駆動軸（２１）側の前記外輪（３６）の解放端とそれに対応する前記駆動軸（２１）側の前記トリポード部材（４５）との接続部よりも軸方向へ抜け落ちやすい構造であることを特徴とするトリポード型等速ジョイント。
4. 前記トリポード部材（４０，４５）と前記外輪（３１，３６）が合成樹脂の成形品であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のトリポード型等速ジョイント。
5. 前記トリポード部材（４０，４５）と、それに対応する前記外輪（３１，３６）とは、合成樹脂の主材料が異なることを特徴とする請求項４記載のトリポード型等速ジョイント。
6. 前記抜け落ちやすい構造として、前記駆動軸（２１）側の外輪（３６）の解放端と前記駆動軸（２１）側のトリポード部材（４５）との間に抜け落ち防止手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のトリポード型等速ジョイント。
7. 前記抜け落ち防止手段として、前記駆動軸（２１）側のトリポード部材（４５）の中心に設けられた軸方向孔（４５ｂ）と前記駆動軸（２１）側の外輪（３６）に設けられた軸方向孔（３９）に、コイルばね（４９）の両端が嵌め込まれ、そのコイルばね（４９）によって、前記駆動軸（２１）側のトリポード部材（４５）と前記駆動軸（２１）側の外輪（３６）とが離れないように支持されていることを特徴とする請求項６に記載のトリポード型等速ジョイント。
8. 前記被駆動軸（２２）側のトリポード部材（４０）の３つの突出部（４２）と前記被駆動軸（２２）側の外輪（３１）との接続部は、前記被駆動軸（２２）側の外輪（３１）の隣接する前記トラック溝（３２）間に形成された膨出部（３３）の先端部に、周方向に相反する方向に傾斜してその膨出部の周方向幅の中程に頂部を形成する対のテーパ面（３３ａ，３３ａ）を形成し、前記被駆動軸（２２）側のトリポード部材（４０）の３つの突出部（４２）の前面部に、その各突出部（４２）の幅方向の中央から両側に向けて傾斜してその突出部（４２）の幅方向の中程に頂部（４２ｂ）を形成する対のテーパ面（４２ａ，４２ａ）を設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のトリポード型等速ジョイント。
9. 前記被駆動軸（２２）側のトリポード部材（４０）の３つの突出部（４２）の頂部（４２ｂ）のうち、少なくとも１つの突出部（４２）の頂部（４２ｂ）の前記軸方向位置は、他の突出部（４２）の頂部（４２ｂ）の前記軸方向位置と異なることを特徴とする請求項８に記載のトリポード型等速ジョイント。
10. 前記被駆動軸（２２）側のトリポード部材（４０）の３つの突出部（４２）の頂部（４２ｂ）のうち、１つの突出部（４２）の頂部（４２ｂ）は、他の２つの突出部（４２）の頂部（４２ｂ）よりも前方へ突出していることを特徴とする請求項９に記載のトリポード型等速ジョイント。
11. 前記各突出部（４２，４７）の前記トラック溝（３２，３７）の側面と対向する両側側面（４２ｃ，４７ｂ）に前記軸方向に沿ってわん曲する曲面を設け、前記トラック溝（３２，３７）の側面（３２ａ，３７ａ）と前記曲面とを接触させたことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一つに記載のトリポード型等速ジョイント。

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