JPH09273566A

JPH09273566A - トリポッド型等速ジョイント

Info

Publication number: JPH09273566A
Application number: JP8078807A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Mizukoshi; 康允水越
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ジョイント角を付与して運転する際に、トラ
ニオン９に加わる軸力を低減して、不快な振動の発生を
防止する。【構成】トラニオン９の周囲にニードル軸受１１を介
して内側ローラ１０を回転自在に支承し、この内側ロー
ラ１０の周囲に外側ローラ１２を揺動自在に支持する。
この外側ローラ１２の外周面１６は、中央部から外側半
部にかけての円筒面部１８と、内側部分の球状凸面部１
９とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るトリポッド型等速
ジョイントは、例えば自動車の駆動系に組み込み、非直
線上に存在する回転軸同士の間で、回転力の伝達を行な
う場合に利用する。

【０００２】

【従来の技術】駆動輪の懸架方式が独立式の場合、車輪
側の回転軸とエンジン側の回転軸とが必ずしも直線上に
存在しない。この為、両回転軸の間で均一な（回転に伴
なって回転角速度が変化する事のない）回転駆動力の伝
達を行ない、自動車の運行を滑らかに行なう為には、等
速ジョイントを介して、両回転軸同士を連結する必要が
ある。

【０００３】この為の等速ジョイントとして従来から、
例えば特公平７−４７９７１号公報、実願平４−２６８
７４号（実開平５−７９０５９号）のマイクロフィルム
等に記載されている様なトリポッド型等速ジョイントが
知られている。この等速ジョイント１は、図７〜８に示
す様に、第一の回転軸２の端部に固定される中空筒状の
ハウジング３の内周面３箇所位置に、それぞれがこのハ
ウジング３の内周面から放射方向に形成された凹部４、
４を、円周方向に亙って互いに等間隔に形成している。
これら各凹部４、４の内側面５、５は、それぞれハウジ
ング３の直径方向に対し平行な平坦面としている。

【０００４】一方、車輪側の回転軸等、第二の回転軸６
の端部に固定されるトリポッド７は、上記第二の回転軸
６の端部に固定する為のボス部８と、このボス部８の外
周面に形成され、それぞれが上記凹部４、４内に進入す
る、３本のトラニオン９、９とを有する。それぞれが円
柱状に形成されたトラニオン９、９の周囲には、外周面
を球状凸面とした内側ローラ１０を、ニードル軸受１１
を介して回転自在に支持している。そしてこの内側ロー
ラ１０には、内周面を球状凹面とした外側ローラ１２、
１２を、各内側ローラ１０に対する揺動変位自在に外嵌
している。

【０００５】等速ジョイント１は、上記ハウジング３と
トリポッド７とを、このトリポッド７を構成する３本の
トラニオン９、９が上記ハウジング３の内周面３個所位
置に形成した凹部４、４内に挿入された状態に組み合わ
せる。この状態で上記各トラニオン９、９の周囲に支承
された外側ローラ１２、１２の外周面は、上記各凹部
４、４の内側面５、５と当接する。

【０００６】上述の様に構成される等速ジョイント１に
於いては、例えば第一の回転軸２が回転すると、この回
転力は、ハウジング３から外側ローラ１２、１２、内側
ローラ１０、ニードル軸受１１、トラニオン９、９を介
して、トリポッド７のボス部８に伝わり、このボス部８
を端部に固定した第二の回転軸６を回転させる。この
際、第一、第二の両回転軸２、６の間で等速性が確保さ
れる事は、周知の通りである。

【０００７】ところで、上述の様に構成され作用するト
リポッド型の等速ジョイント１の場合、回転力伝達を円
滑に行なわせる為には、各トラニオン９に対する外側ロ
ーラ１２の傾斜を制限する必要がある。即ち、第一の回
転軸２と第二の回転軸６とが、図８に示す様に互いに折
れ曲がった（両回転軸２、６同士の間にジョイント角を
付した）状態で、両回転軸２、６同士の間での回転力伝
達を行なった場合、各凹部４の内側面５に対して各トラ
ニオン９が、トリポッド７を中心として揺動する方向に
変位する。この際、前記各トラニオン９の周囲に支承さ
れた外側ローラ１２が、各凹部４の内側面５上を転動す
る。この転動の際、外側ローラ１２が各トラニオン９の
変位方向に向いていないと、外側ローラ１２は円滑に転
動せず、外側ローラ１２の外周面と前記内側面５との間
に大きな摩擦力が作用する。そして、第二の回転軸６の
軸方向に発生する力が大きくなり、その結果、振動が発
生すると言う問題が生じる。

【０００８】一方、トリポッド型の等速ジョイント１の
運転時には、上記外側ローラ１２をトリポッド７に対し
て傾斜させる方向の力が加わる為、上記外側ローラ１２
がトラニオン９に対し全く傾斜しない様に構成した場合
には、この外側ローラ１２の回転支持部に大きな摩擦力
が作用して、回転力伝達が円滑に行なわれなくなる。こ
の為従来から、外側ローラ１２をトラニオン９に対する
傾斜可能に支持している。但し、各トラニオン９の基端
部にストッパリング（図示せず）を外嵌支持してこのス
トッパリングと上記外側ローラ１２の内端面とを衝合自
在としたり、或はボス部８に一体に形成された凸部と外
側ローラ１２の一部とを衝合自在とする事により、この
外側ローラ１２が上記トラニオン９に対し傾斜する角度
（揺動許容角度）を制限している。尚、この揺動許容角
度は、前記ボス部８の軸心と当該トラニオン９の軸心と
を含む平面内で２〜７°程度が適当である事が、前記実
願平４−２６８７４号（実開平５−７９０５９号）のマ
イクロフィルムに記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成される
等速ジョイント１は、外側ローラ１２の回転が円滑に行
なわれる様に考慮されてはいるが、外側ローラ１２の外
周面と凹部４の内側面５との滑りをなくす事は機構上不
可能である。この為、ジョイント角（第一、第二の回転
軸２、６の交差角度）が大きい（例えば８〜１０度以
上）場合には、等速ジョイント１部分で振動が発生する
事がある。この様な振動が発生する原因に就いて本発明
者が研究したところ、次の様な原因が突き止められた。

【００１０】円筒面と平坦面とを接触させた場合に、こ
れら両面同士は線接触する（説明の為、接触部分を『接
触線』とする）。そして、円筒面と平坦面とを転がり接
触させた場合に円筒面を有する部材は、外力が働かない
限り、接触線に対して直角方向に変位しようとする。従
って、上記内側面５と転がり接触する外側ローラ１２
は、外径の母線に対して直角方向に転がる性質を持つ。
これに対して、第一、第二の回転軸２、６にジョイント
角が付された（これら両回転軸２、６が非直線上に位置
する）状態でこれら両回転軸２、６が回転すると、トラ
ニオン９は上記内側面５に対向する部分で往復揺動運動
をする。そして、このトラニオン９に回転自在に支持さ
れた内側ローラ１０は、往復円弧運動をする。従って上
記外側ローラ１２の方向はこの往復円弧運動の軌跡に対
して、（変位方向が変わった直後の極く短時間の間を除
き）揺動許容角度分だけ外向になる。

【００１１】この為、第一、第二の回転軸２、６にジョ
イント角が付された状態でこれら両回転軸２、６が回転
すると、上記外側ローラ１２は、内側ローラ１０と共に
回転しながら、上記トラニオン９の基端方向（等速ジョ
イント１の中心方向）に引っ張られる。従って、この状
態では上記外側ローラ１２の外周面と上記内側面５との
接触線は横滑りをしている事になる（この様な原因によ
る横滑りの量を『第一の横滑り量』とする）。

【００１２】又、第一、第二の回転軸２、６にジョイン
ト角が付された状態でこれら両回転軸２、６が回転する
と、トリポッド型等速ジョイント特有のジョイント中心
の振れ回り運動（以下『偏心運動』とする）により、各
トラニオン９がその軸心方向に往復運動する。そして、
この様な往復運動に伴って、上記外側ローラ１２の外周
面と上記内側面５とが、やはり横滑りする（この様な原
因による横滑りの量を『第二の横滑り量』とする）。従
って、上記外側ローラ１２の横滑り量は、これら第一、
第二の横滑り量を合計したものとなり、無視できない程
の大きさになる。

【００１３】そして、この様な横滑りに基づく摩擦抵抗
力は内側ローラ１０に伝わり、この内側ローラ１０にス
ラスト方向の荷重として加わる。この様な荷重は、この
内側ローラ１０の端面を、この内側ローラ１０の軸方向
変位を防止する為に上記トラニオン９の外周面に設けた
案内リング１３（本発明の実施の形態を示す図１参照）
等に押し付ける方向に作用し、この案内リング１３等と
上記内側ローラ１０の端面との間の摩擦力を増大させ
る。この結果、上記内側ローラ１０の回転が円滑に行な
われにくくなって、等速ジョイント１部分で振動が発生
し易くなる。本発明は、この様な原因に基づく振動の発
生を防止したトリポッド型等速ジョイントを提供するも
のである。

【００１４】

【課題を解決する為の手段】本発明のトリポッド型等速
ジョイントは、前述した従来のトリポッド型等速ジョイ
ントと同様に、それぞれがハウジングの軸方向に対して
平行な１対の内側面を有する３個の凹部を内周面に等間
隔に有し、第一の回転軸の端部に固定される中空筒状の
ハウジングと、このハウジングに設けた上記３個の凹部
内に進入する３本のトラニオンを外周面に固設し、第二
の回転軸の端部に固定されるトリポッドと、外周面を球
状凸面とし、上記各トラニオンの外周面にニードル軸受
により回転自在に支持された内側ローラと、内周面を球
状凹面とし、この球状凹面と上記球状凸面とを摺動自在
に嵌合させる事により、上記各内側ローラに揺動自在に
外嵌された外側ローラとを備える。そして、これら各外
側ローラの外周面を上記凹部に設けた内側面に転接自在
としている。

【００１５】特に、本発明のトリポッド型等速ジョイン
トに於いては、上記各外側ローラの外周面は、上記トラ
ニオンの先端寄り半部からこのトラニオンの基端側に亙
って設けられた円筒面部と、上記トラニオンの基端寄り
部分に設けられてこの円筒面部から離れるに従って外径
が小さくなる球状凸面部とを滑らかに連続させた形状を
有する。そして、上記球状凹面の曲率の中心点を通り、
上記外側ローラの中心軸線に対し直交する直線を第一の
直線とし、これら中心軸線及び第一の直線と同一平面上
に位置し、上記曲率の中心点と、上記円筒面部と球状凸
面部との境界とを結ぶ直線を第二の直線とし、この第二
の直線と上記第一の直線との傾斜角度をγ_i とした場合
に、０°＜γ_i ＜１１°としている。

【００１６】

【作用】上述の様に構成される、本発明のトリポッド型
等速ジョイントの場合、各外側ローラの外周面と各凹部
の内側面との間で発生する横滑りを大幅に低減できる。
この結果、第一、第二の回転軸にジョイント角を付した
状態でトリポッド型等速ジョイントを運転した場合で
も、不快な振動が発生しにくくなる。尚、本発明の構造
が横滑りを低減して振動を発生しにくくする理由は、次
の通りである。

【００１７】トリポッド型等速ジョイントの運転時に各
外側ローラの外周面に加わる力（以下『駆動力』とす
る）は、ハウジングに形成した凹部の内側面から加えら
れる回転駆動力と、各トラニオンの基端方向への引っ張
り力とを合計した力となる。従ってこの駆動力は、上記
各外側ローラの直径方向で、しかも上記各トラニオンの
基端方向に傾斜した方向に加わる。本発明の場合には、
０°＜γ_i ＜１１°としている為、不快な振動が発生し
易いジョイント角が大きな条件の下では、上記駆動力の
作用点が、上記外側ローラ外周面の円筒面部を外れ球状
凸面部に位置する。従って、上記外周面のうちの球状凸
面部が上記内側面と接触する様になり、接触部分が線接
触ではなく点接触となる。

【００１８】更に本発明のトリポッド型等速ジョイント
の場合には、外側ローラが転動しようとする方向とトラ
ニオンの揺動変位方向とを一致させようとする作用（以
下『自動操向作用』とする）が働く為、上記外周面と内
側面との間に発生する横滑りを大幅に低減できる。この
様な自動操向作用を得られる理由は、次の通りである。

【００１９】トリポッド型等速ジョイントの運転時には
上記外側ローラに、この外側ローラの外周面と凹部の内
側面との転がり摩擦抵抗と滑り摩擦抵抗との合力に対す
る反力が、トリポードの直径方向内方に加わる。一方、
大きなジョイント角を付した状態では、上記外側ローラ
の外周面は、上記球状凸面部の一部と上記内側面の一部
とで点接触している。従って、この外側ローラは、比較
的小さな力で、接触点を中心として転動方向の変換自在
な状態となっている。この為、上記反力の接触点との位
置関係に基づき上記外側ローラの転動方向が、上記トラ
ニオンの往復揺動の軌跡である円弧の接線方向に向けて
変位する。この結果、上記外側ローラが転動しようとす
る方向と上記トラニオンの往復揺動の方向とが一致する
傾向となり、上記外周面と内側面との接触点での横滑り
が低減される。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の１
例を示している。等速ジョイント１を構成するトリポッ
ド７のトラニオン９の周囲には、前述した従来のトリポ
ッド型等速ジョイントと同様に、外周面を球状凸面とし
た内側ローラ１０を、ニードル軸受１１を介して回転自
在に設けている。又、この内側ローラ１０の周囲には外
側ローラ１２を、揺動自在に外嵌している。そして、こ
の外側ローラ１２を、ハウジング３の内周面３個所位置
に等間隔に形成した、凹部４に挿入している。これら各
凹部４は、ハウジング３の内周面３個所位置に、円周方
向に亙って互いに等間隔に形成されており、互いに平行
でそれぞれが平坦な１対の内側面５、５を有する。上記
外側ローラ１２の外周面１６は、これら１対の内側面
５、５のうち、何れか一方（回転方向前側）の内側面５
に転接する。又、上記トラニオン９の先端部（図１の右
端部）には案内リング１３を外嵌し、更に係止リング１
４により、この案内リング１３のトラニオン９からの抜
け止めを図っている。そして、上記案内リング１３が、
上記ニードル軸受１１及び内側ローラ１０がトラニオン
９から抜け出る事を防止している。尚、上記外側ローラ
１２の内周面で直径方向反対側２個所位置には、入れ溝
１５、１５を形成している。この入れ溝１５、１５は、
前記特公平７−４７９７１号公報に記載されて周知の様
に、上記内側ローラ１０と外側ローラ１２とを組み合わ
せる際に、この内側ローラ１０を通過させる為のもので
ある。

【００２１】上述の構成に就いては、従来から知られて
いるトリポッド型等速ジョイントと同様である。特に、
本発明のトリポッド型等速ジョイント１は、上記外側ロ
ーラ１２の外周面１６の形状を工夫する事により、大き
なジョイント角を付した状態で運転した場合にも、不快
な振動が発生する事を防止するものである。この為に本
発明のトリポード型等速ジョイント１を構成する外側ロ
ーラ１２の外周面１６は、図２に示す様に、軸方向両端
（図２の左右方向両端）の面取り部１７、１７同士の間
に、円筒面部１８と球状凸面部１９とを、軸方向に亙っ
て互いに直列に、滑らかに連続する状態で設けている。

【００２２】即ち、上記外側ローラ１２の外周面１６で
両端の面取り部１７、１７に挟まれた部分は、上記トラ
ニオン９の先端寄りである外側（図１〜２の右側）半部
からこのトラニオン９の基端側である内側（図１〜２の
左側）に亙って設けられた円筒面部１８と、上記トラニ
オン９の基端寄りである内側寄り（図１〜２の左寄り）
部分に設けられ、この円筒面部１８から離れるに従って
外径が小さくなる、曲率半径がＲ₁₉である球状凸面部１
９とを、滑らかに連続させた形状を有する。そして、上
記円筒面部１８及び球状凸面部１９の幅寸法（図２の左
右方向寸法）を、次の通りに規制している。

【００２３】上記外側ローラ１２の断面形状で考える場
合に、先ず、上記外側ローラ１２の内周面を構成する球
状凹面２０の曲率の中心点Ｏ₂₀を通り、上記外側ローラ
１２の中心軸線２１に対し直交する直線を第一の直線２
２とする。この第一の直線２２と上記外側ローラ１２の
外周面１６との交点２３と、この外側ローラ１２の外端
縁（図１〜２の右端縁）側の面取り部１７との間は、総
て円筒面部１８としている。一方、上記交点２３と外側
ローラ１２の内端縁（図１〜２の左端縁）側の面取り部
１７との間には、円筒面部１８と球状凸面部１９とを、
上記交点２３の側から順番に設けている。これら円筒面
部１８と球状凸面部１９とは、境界２４で滑らかに連続
する。即ち、上記円筒面部１８は、上記球状凸面部１９
の外端縁の接線方向に連続している。

【００２４】そして、上記中心軸線２１及び第一の直線
２２と同一平面上に位置し、上記曲率の中心点Ｏ₂₀と上
記境界２４とを結ぶ直線を第二の直線２５とし、この第
二の直線２５と上記第一の直線２２との傾斜角度をγ_i
とした場合に、０°＜γ_i ＜１１°としている。言い換
えれば、上記外側ローラ１２の外径をＤ₁₂とした場合
に、上記交点２３と境界２４との距離Ｌ_i は、０＜Ｌ_i
＜（Ｄ₁₂／２）・ tan１１°≒０．０９７Ｄ₁₂としてい
る。尚、上記円筒面部１８が、上記交点２３部分で何ら
の段差を生じる事なく、単一の円筒面を構成している事
は勿論である。

【００２５】又、上記外側ローラ１２の内周面両端部に
は円筒面２６、２６が、上記球状凹面２０の内外両端部
から連続する状態で形成されている。これら円筒面２
６、２６のうち、特に内端側（図２の左端側）の円筒面
２６の形成位置は、次の様に規制している。先ず、上記
中心軸線２１及び第一、第二の直線２２、２５と同一平
面上に位置し、上記球状凹面２０の曲率の中心点０
₂₀と、上記外側ローラ１２の内端側に設けた上記円筒面
２６と球状凹面２０との境界２７とを結ぶ直線を第三の
直線２８とする。そして、この第三の直線２８と上記第
一の直線２２との傾斜角度をγ_B とした場合に、γ_B ＞
γ_i ＋３°とする。

【００２６】上述の様に構成される、本発明のトリポッ
ド型等速ジョイントにより、ハウジング３を固定した第
一の回転軸２とトリポッド７を固定した第二の回転軸６
（図８）との間で回転力の伝達を行なう場合の作用自体
は、前述した従来のトリポッド型等速ジョイントの場合
とほぼ同様である。即ち、これら両回転軸２、６同士の
間の等速ジョイント１にジョイント角を付与した状態で
運転すると、前記各トラニオン９が凹部４の内側面５に
沿って往復揺動運動を繰り返す。この往復揺動運動と共
に等速ジョイント１の中心Ｏ_J が、トリポッド型等速ジ
ョイント特有の振れ回り運動をする為、上記トラニオン
９の中心軸線２１が上記内側面５に対して傾斜する（傾
斜角を持つ）。この様にして生じる傾斜角は、内側ロー
ラ１０の外周面に形成した球状凸面と外側ローラ１２の
内周面に形成した球状凹面２０との摺動により吸収され
て、上記外側ローラ１２の外周面１６と上記内側面５と
の接触状態が維持される。又、この様に外側ローラ１２
を内側面５上を転動させつつ、上記トラニオン９が内側
面５に沿って往復揺動すると同時に、上記トラニオン９
がその軸心方向の往復運動をする。この様に、トラニオ
ン９が往復揺動しつつ軸心方向に往復運動する際に、こ
のトラニオン９上の任意の点が描く軌跡は、図３に破線
φで示す様になる。

【００２７】この図３は、等速ジョイント１（図１）
が、ジョイント角θを付された状態で運転した場合に就
いて示している。この様な場合に上記トラニオン９は、
上記内側面５に沿って、揺動角度２θの範囲で往復揺動
を繰り返す。又、等速ジョイント１の中心Ｏ_J は、偏心
量δで偏心運動を行なう。この様な偏心運動に伴って上
記トラニオン９は、その軸方向に亙って、２δなるスト
ロークで往復運動を行なう。従って、上記トラニオン９
上の任意の点が描く軌跡は、上記中心Ｏ_J を中心とする
円弧となる基準線２９に対して、変位の中央部では直径
方向外側に、両端部（図３の左右両端部）では直径方向
内側に、それぞれ位置する。即ち、上記軌跡は、上記基
準線２９よりも曲率が大きな曲線となる。

【００２８】トラニオン９がこの図３に示す様な軌跡を
描きつつ往復揺動するので、前記ニードル軸受１１及び
内側ローラ１０により、このトラニオン９の周囲に支持
された外側ローラ１２が転動しようとする方向は、上記
軌跡よりも外側に向いた状態となる。例えば、仮に図３
のＰ₁ 点で上記外側ローラ１２が転がろうとする方向Ｆ
₁ と上記軌跡の接線方向とが一致していたとしても、少
し動いた点Ｐ₁ ´部分では、上記外側ローラ１２が転が
ろうとする方向と上記軌跡の接線方向とが不一致にな
る。即ち、前述した様に、外周面１６に円筒面部１８を
有する外側ローラ１２は、この円筒面部１８と上記内側
面５とが線接触している限り、転がり進行方向をそのま
まに維持しようとする性質がある。従って、外力が作用
しない限り、上記Ｐ₁ ´点に於いて上記外側ローラ１２
が転がろうとする方向Ｆ₁ ´は、上記Ｐ₁ 点で上記外側
ローラ１２が転がろうとする方向Ｆ₁ とほぼ平行にな
る。この結果、上記方向Ｆ₁ ´は、上記Ｐ₁ ´点に於け
る軌跡の接線方向Ｆ₂ に対して、角度αだけ外向にな
る。この角度αは、外側ローラ１２が内側ローラ１０に
対し揺動する事により補償する。

【００２９】この様に上記外側ローラ１２は、トラニオ
ン９の揺動の軌跡よりも外側に転がろうとしつつ、この
トラニオン９の往復揺動に伴って上記内側面５を転動す
る。従って上記外側ローラ１２は、上記内側ローラ１０
及び前記案内リング１３を介して上記トラニオン９によ
り、前記等速ジョイント１の中心Ｏ_J に向け引っ張られ
つつ、上記内側面５を転動する。図４に、この様に外側
ローラ１２を引っ張る力をｆ₁ で表している。一方、前
記ハウジング３からトリポッド７に伝達される回転力
は、上記内側面５から上記外側ローラ１２の外周面１６
に、この内側面５に対して直角方向に加わり、この回転
力に対する反作用が上記外周面１６から内側面５に対
し、やはりこの内側面５に対して直角方向に加わる。従
って、上記外側ローラ１２から上記内側面５に加わる力
は、上記引っ張る力ｆ₁ と上記反作用との合力となる。
この合力を、駆動力Ｗとして図４に示している。この駆
動力Ｗの作用方向は、前記第一の直線２２に対して、内
方に角度γ_C だけずれている。

【００３０】ジョイント角が小さく、従って上記引っ張
る力ｆ₁ が小さい場合には、この角度γ_C は前記第二の
直線２５と上記第一の直線２２との傾斜角度γ_i よりも
小さい（γ_C ＜γ_i ）。この状態で上記駆動力Ｗの作用
点は、前記円筒面部１８に位置する為、上記外側ローラ
１２が傾斜する事はなく、この外側ローラ１２の外周面
１６と上記内側面５とは線接触する。この状態での作用
は、前述した従来構造の場合と全く同様であるが、この
場合には、上記引っ張る力ｆ₁ 自体が小さい為、不快な
振動が発生する可能性は少ない。

【００３１】これに対して、従来のトリポッド型等速ジ
ョイントの場合には不快な振動が発生し易い、ジョイン
ト角が大きな条件の下では、上記引っ張る力ｆ₁ が大き
くなり、上記駆動力Ｗの作用方向を表す角度γ_C が上記
第二の直線２５と上記第一の直線２２との傾斜角度γ_i
よりも大きくなる（γ_C ＞γ_i ）。この為、上記駆動力
Ｗの作用点が、上記外側ローラ１２の外周面１６に形成
した円筒面部１８を外れ、球状凸面部１９に位置する。
この結果、図４に示す様に、この球状凸面部１９が凹部
４の内側面５に向けて押し付けられ、上記外側ローラ１
２の外周面１６のうちの球状凸面部１９が、上記内側面
５と接触する様になって、接触部分が線接触ではなく点
接触となる。尚、上記球状凸面部１９が内側面５に押し
付けられるのに伴って、上記外周面１６の円筒面部１８
が上記内側面５に対し、角度βだけ傾斜する。

【００３２】次に、第二の直線２５と第一の直線２２と
の傾斜角度γ_i を、０°＜γ_i ＜１１°の範囲に規制し
た理由に就いて述べる。先ず、上記球状凸面１９が第一
の直線２２よりも内側に寄った部分のみに存在させる
（傾斜角度γ_i を０°を越える値とする）理由は、次の
通りである。等速ジョイント１にジョイント角が付与さ
れておらず、上記駆動力Ｗの作用方向と上記第一の直線
２２とが一致している様な場合には、振動の原因となる
様な軸力は発生しない。この為、この様な場合にも上記
外周面１６の円筒面部１８が上記内側面５に対し、角度
βだけ傾斜する様に構成する事は無意味なだけでなく、
ジョイント角が付されていない状態での外側ローラ１２
の転動方向が不安定になる。この為、０°＜γ_i とし
た。逆に、γ_i が１１°を越えると、一般的に付与され
る様なジョイント角の範囲では、上記駆動力Ｗの作用方
向が上記球状凸面部１９に達しないか、達したとしても
この球状凸面部１９の極く端部（円筒面部１８側端部）
に達するのみである為、上記外側ローラ１２の外周面１
６の円筒面部１８を上記内側面５に対して傾斜させる事
ができない（角度βを付与できない）。例えば、本発明
者の行なった実験によると、上記傾斜角度γ_i を１２．
５°とした場合には、一般的な使用状態では、上記円筒
面部１８を上記内側面５に対して傾斜させる事ができな
かった。この為、γ_i ＜１１°とした。

【００３３】更に本発明のトリポッド型等速ジョイント
の場合には、上記外側ローラ１２が転動しようとする方
向とトラニオン９の揺動変位方向とを一致させようとす
る自動操向作用が働く為、上記外周面１６と内側面５と
の間に発生する横滑りを大幅に低減できる。この様な自
動操向作用を得られる理由に就いて、図５により説明す
る。尚、この図５は、説明を明瞭にする為、各部の傾斜
角度を誇張して描いている。

【００３４】トリポッド型等速ジョイントの運転時には
上記外側ローラ１２に、この外側ローラ１２の外周面１
６と凹部４の内側面５との転がり摩擦抵抗に基づく力ｆ
_R と、これら両面１６、５同士の滑り摩擦抵抗に基づく
力ｆ_S との合力に対する反力ｆ´が、トリポード９の直
径方向内方に加わる。一方、上記外側ローラ１２の外周
面１６は、上記球状凸面部１９の一部と上記内側面５の
一部とで点接触している。従って、この外側ローラ１２
は、比較的小さな力（モーメント）で、接触点Ｔを中心
として転動方向の変換自在な状態となっている。又、上
記接触点Ｔと上記反力ｆ´の作用方向との間には△なる
偏位が存在する。この為、上記反力ｆ´に基づき上記外
側ローラ１２が、上記接触点Ｔを中心として図５で反時
計方向に揺動し、この外側ローラ１２の転動方向が、上
記トラニオン９の往復揺動の軌跡である円弧（図４と同
様、図５にも破線φとして記載）の接線方向に向けて変
位する。この結果、上記外側ローラ１２が転動しようと
する方向と前記トラニオン９の往復揺動の方向とが一致
する傾向となり、上記外周面１６と内側面５との接触点
Ｔでの横滑りが低減される。

【００３５】この様にして外側ローラ１２が転動しよう
とする方向と前記トラニオン９の往復揺動の方向とのず
れが小さくなり、上記外周面１６と内側面５との接触点
Ｔでの横滑りが低減されると、前記図４に示した駆動力
Ｗの作用方向と第一の直線２２との角度γ_C も小さくな
る。この結果、上記駆動力Ｗの作用点が前記円筒面部１
８に位置する様になって、上記外周面１６と内側面５と
が線接触する様になる。特に、上記トラニオン９の往復
揺動の中央位置（図５のＹ−Ｙ線近傍位置）では、トラ
ニオン９がその軸心方向に偏位する量が少なくなる（偏
位速度が小さくなる）ので、上述の様な自動操向作用は
殆ど働かず、上記外周面１６と内側面５とが線接触する
ものと考えられる。

【００３６】尚、図６は、本発明の効果を確認する為、
本発明者が行なった実験の結果を示している。この図６
は、横軸にジョイント角θを、縦軸に各トラニオン９に
加わる軸力を、それぞれ表している。又、実線イは、前
記図７〜８に示す様な従来構造で各トラニオン９に加わ
る軸力の大きさを、破線ロは、図１〜２に示す様な本発
明の構造で各トラニオン９に加わる軸力の大きさを、そ
れぞれ表している。これら実線イと破線ロとを比較すれ
ば明らかな通り、本発明によれば、ジョイント角θが大
きくなった場合に各トラニオン９に作用する軸力を低減
して、軸力に基づいて発生する振動を防止若しくは抑制
できる。しかも、軸力の低減効果は、ジョイント角が大
きくなる程優れたものとなる。

【００３７】又、本発明を実施する際に、前記球状凸面
部１９の曲率半径Ｒ₁₉、同じく幅ｗ₁₉、外側ローラ１２
の外径Ｄ₁₂と凹部４を構成する内側面５、５同士の間隔
Ｄ₅との差（Ｄ₅ −Ｄ₁₂）、上記外側ローラ１２の内径
Ｒ₁₂等は、設計的配慮により適宜選定する。又、上記外
側ローラ１２外周面の円筒面部１８も、必ずしも完全な
円筒面である必要はなく、その全部又は一部を、外側に
向かう程外径が小さくなる方向に僅かに傾斜した、テー
パ円筒面とする事もできる。

【００３８】例えば、上記曲率半径Ｒ₁₉、幅ｗ₁₉、差
（Ｄ₅ −Ｄ₁₂）は、回転力伝達時に反負荷側に存在する
内側面５と外側ローラ１２の外周面１６とが擦れ合う事
を防止する面から、互いに関連付けて規制する。即ち、
前述の様にジョイント角を付与した状態で等速ジョイン
ト１を運転すると、外側ローラ１２の外周面１６に設け
た円筒面部１８が上記内側面５に対し角度βだけ傾斜す
るが、上記差（Ｄ₅ −Ｄ₁₂）に対してこの角度βが大き
くなると、回転力伝達時に反負荷側に存在する内側面５
と外側ローラ１２の外周面１６とが擦れ合う可能性があ
る。この様な擦れ合いが発生すると、等速ジョイント１
の伝達効率が低減する原因となるだけでなく、前述した
自動操向作用を得られなくなる。そこで、この様な擦れ
合いを防止すべく、上記曲率半径Ｒ₁₉、幅ｗ₁₉、差（Ｄ
₅ −Ｄ₁₂）を互いに関連付けて規制する。

【００３９】尚、上述の様な擦れ合い防止の為には、こ
れら曲率半径Ｒ₁₉、幅ｗ₁₉、差（Ｄ₅ −Ｄ₁₂）を互いに
関連付けて規制する他、上述した様に上記外側ローラ１
２の外周面１６の円筒面部１８の全部又は一部を、外側
に向かう程外径が小さくなる方向に僅かに傾斜したテー
パ円筒面としたり、或は上記凹部４を構成する内側面
５、５の一部で、ハウジング３の外径側に寄った部分同
士の間隔を、このハウジング３の外径側に向かう程広く
なる方向に僅かに傾斜させたりする事もできる。尚、上
記擦れ合い防止は、上記差（Ｄ₅ −Ｄ₁₂）を大きくすれ
ば、確実に防止できるが、この場合には等速ジョイント
１の回転方向に亙る遊びが大きくなる。上述した対応
は、この遊びの増加が好ましくない場合に採用する。

【００４０】又、外側ローラ１２の内径Ｒ₁₂は、前述し
た自動操向作用を確保する面から規制する。上記内径Ｒ
₁₂を大きくし過ぎて、前記円筒面２６、２６同士の間隔
が狭くなり過ぎると、外側ローラ１２内周面の球状凹面
２０の有効幅が狭くなり、前記第三の直線２８と上記第
一の直線２２との傾斜角度γ_B が小さくなる。駆動力Ｗ
の作用方向を表すγ_C は上記傾斜角度γ_B よりも大きく
する事はできず、又、実験の結果からγ_B ＝γ_i の場合
には軸力の低減効果を得られない。本発明者が、γ_B を
γ_i に対し次第に大きくして軸力の低減効果の有無を確
認したところ、γ_B ＝γ_i ＋３°であれば、一応の軸力
低減効果を確認できた。更に、γ_B ＞γ_i ＋５°にすべ
く、上記内径Ｒ₁₂を小さくして上記球状凹面２０の有効
幅を大きくすれば、上記軸力の低減効果を十分に得られ
る事が分った。従って、本発明を実施する場合に好まし
くは、γ_B ＞γ_i ＋５°として、駆動力Ｗの作用方向を
表すγ_C の変化許容範囲を広くする。

【００４１】

【発明の効果】本発明のトリポッド型等速ジョイント
は、以上に述べた通り構成され作用する為、ジョイント
角を付与した状態で運転した場合にトラニオンに加わる
軸力を低減して、運転時に発生する振動を軽減できる。
しかも、特に新たな部品や面倒な加工を必要としない
為、コストが嵩む事がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す部分切断正面
図。

【図２】外側ローラを取り出して示す半部断面図。

【図３】運転時にトラニオン上の点が描く軌跡を示す略
図。

【図４】ジョイント角を付与して運転した状態を示す部
分断面図。

【図５】運転時に外側ローラが外向に転がろうとする理
由を説明する為の略図。

【図６】本発明の効果を確認する為に行なった実験の結
果を示す線図。

【図７】従来構造の１例を、第二の回転軸を省略すると
共にジョイント角を付さない状態で示す、一部切断正面
図。

【図８】第二の回転軸を接続すると共にジョイント角を
付した状態で示す、図７のＡ−Ａ断面図。

【符号の説明】

１等速ジョイント２第一の回転軸３ハウジング４凹部５内側面６第二の回転軸７トリポッド８ボス部９トラニオン１０内側ローラ１１ニードル軸受１２外側ローラ１３案内リング１４係止リング１５入れ溝１６外周面１７面取り部１８円筒面部１９球状凸面部２０球状凹面２１中心軸線２２第一の直線２３交点２４境界２５第二の直線２６円筒面２７境界２８第三の直線２９基準線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれがハウジングの軸方向に対して
平行な１対の内側面を有する３個の凹部を内周面に等間
隔に有し、第一の回転軸の端部に固定される中空筒状の
ハウジングと、このハウジングに設けた上記３個の凹部
内に進入する３本のトラニオンを外周面に固設し、第二
の回転軸の端部に固定されるトリポッドと、外周面を球
状凸面とし、上記各トラニオンの外周面にニードル軸受
により回転自在に支持された内側ローラと、内周面を球
状凹面とし、この球状凹面と上記球状凸面とを摺動自在
に嵌合させる事により、上記各内側ローラに揺動自在に
外嵌された外側ローラとを備え、これら各外側ローラの
外周面を上記凹部に設けた内側面に転接自在としたトリ
ポッド型等速ジョイントに於いて、上記各外側ローラの
外周面は、上記トラニオンの先端寄り半部からこのトラ
ニオンの基端側に亙って設けられた円筒面部と、上記ト
ラニオンの基端寄り部分に設けられてこの円筒面部から
離れるに従って外径が小さくなる球状凸面部とを滑らか
に連続させた形状を有し、上記球状凹面の曲率の中心点
を通り、上記外側ローラの中心軸線に対し直交する直線
を第一の直線とし、これら中心軸線及び第一の直線と同
一平面上に位置し、上記曲率の中心点と、上記円筒面部
と球状凸面部との境界とを結ぶ直線を第二の直線とし、
この第二の直線と上記第一の直線との傾斜角度をγ_iと
した場合に、０°＜γ_i ＜１１°とした事を特徴とする
トリポッド型等速ジョイント。
【請求項２】外側ローラの内周面両端部に円筒面が、
球状凹面の端部から連続する状態で形成されており、中
心軸線及び第一の直線と同一平面上に位置し、上記球状
凹面の曲率の中心点と、トラニオンの基端側に設けた上
記円筒面と球状凹面との境界とを結ぶ直線を第三の直線
とし、この第三の直線と第一の直線との傾斜角度をγ_B
とした場合に、γ_B ＞γ_i ＋３°とした事を特徴とす
る、請求項１に記載したトリポッド型等速ジョイント。