JP2007120667A - トリポード型等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】防振材を剥がれにくくして防振型トリポード型等速自在継手の耐久性を向上させる。
【解決手段】トリポード型等速自在継手は、内周に３本のトラック溝12を有する外方継手部材10と、半径方向に突出した３本の脚軸24を有する内方継手部材20と、各脚軸24に回転、軸方向移動、首振り自在に担持され外方継手部材10のトラック溝12内に収容されたトルク伝達要素30とを具備し、前記トルク伝達要素30に防振材38が組み込んである。
【選択図】図１

Description

この発明はトリポード型等速自在継手に関するもので、自動車や各種産業機械の動力伝達用に利用することができる。

特許文献１には、トリポード型等速自在継手の外輪を内側外筒と外側外筒と両者間に介在する防振材との組み合わせで構成し、内側外筒と外側外筒のいずれか一方の面に、両者間の間隙を狭める方向に突出した干渉部を設けることが記載されている。

特許文献２には、トリポード型等速自在継手の外輪を内側外筒と外側外筒と両者間に介在する防振材との組み合わせで構成し、内側外筒と外側外筒の両端部に、両者間の間隙を狭める方向に突出した干渉部を設けることが記載されている。

特許文献３には、トリポード型等速自在継手の内径面の円周方向に干渉用突条を軸方向に沿って設け、内側外筒の外径面の周方向等分位置に各干渉用突条が回転方向に所要のすきまをおいてはまる干渉用嵌合溝を設け、干渉用突条相互間の外側外筒の内径面と干渉用突条相互間の内側外筒の外径面との間に防振材を介在させることが記載されている。
特開平２−１６８０２５号公報 特開平５−１００３４３号公報 特開平３−２７２３２２号公報

従来の、外輪を内側外筒と外側外筒の組み合わせにより構成して両者間に防振材を介在させたトリポード型等速自在継手の場合、防振材がトルクをせん断力で受けもつ構造となる。このせん断力は、防振材の加硫接着を剥がす要因となる。防振材の加硫接着が剥がれてしまうと、トルク伝達装置としてのトリポード型等速自在継手が所期の機能を発揮し得ないこととなる。

この発明の主要な目的は、防振材を剥がれにくくしてトリポード型等速自在継手の耐久性を向上させることにある。

この発明は、トリポード型等速自在継手の外輪と脚軸との間のトルク伝達要素に防振材を組み込み、防振材のトルク負荷方向に変位する圧縮力でトルクを受けもたせる、言い換えれば、防振材を圧縮する方向にトルクを作用させることにより、課題を解決したものである。

すなわち、この発明のトリポード型等速自在継手は、内周に３本のトラック溝を有する外方継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を有する内方継手部材と、各脚軸に回転、軸方向移動、首振り自在に担持され外方継手部材のトラック溝内に収容されたトルク伝達要素とを具備し、前記トルク伝達要素に防振材を組み込んだことを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１のトリポード型等速自在継手において、前記トルク伝達要素が、ニードルローラを介して相対回転自在の外ローラと内ローラとからなり、前記外ローラまたは内ローラが、相互間に防振材を介在させた同心円状の２以上の筒体で構成されていることを特徴とするものである。

防振材は筒体間に圧入してもよく（請求項３）、あるいは、筒体に加硫接着してもよい（請求項４）。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかのトリポード型等速自在継手において、過大な負荷を受け持つ干渉用突条を設けたことを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項５のトリポード型等速自在継手において、前記干渉用突条を前記外ローラまたは前記内ローラに一体的に設けたことを特徴とするものである。

請求項７の発明は、請求項５のトリポード型等速自在継手において、前記干渉用突条を外ローラと内ローラとの間に介在させたことを特徴とするものである。

請求項８の発明は、請求項１のトリポード型等速自在継手において、前記トルク伝達要素が、ニードルローラを介して相対回転自在の外ローラと内ローラとからなり、前記外ローラもしくは前記内ローラまたは両方を構成する材料を防振材としたことを特徴とするものである。

この発明によれば、トリポード型等速自在継手の外輪と脚軸との間のトルク伝達要素に防振材を組み込むことにより、防振材を圧縮する方向にトルクが作用し、防振材が伝達トルクを圧縮力で受けもつことができるため、防振材が剥がれにくくなる。したがって、この発明によれば、トリポード型等速自在継手の耐久性が向上する。

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。

まず、図９および図１０を参照してトリポード型等速自在継手の基本構成を説明する。

図示するように、トリポード型等速自在継手は、外方継手部材としての外輪１０と、内方継手部材としてのトリポード２０と、トルク伝達要素としてのローラアセンブリ３０を主要な構成要素として成り立っている。連結すべき２軸の一方を外輪１０と接続し、他方をトリポード２０と接続する。

図示する実施の形態では、外輪１０は筒部と軸部とからなり、筒部は一端にて開口したカップ状である。筒部の内周には、円周三等分位置に３つのトラック溝１２が形成してある。トラック溝１２は軸方向に延びており、各トラック溝１２の両側壁はローラ案内面１４となっている。

トリポード２０はセレーション（またはスプライン。以下同じ。）孔２６を形成したボス２２と、ボス２２の円周三等分位置から半径方向に突出した脚軸２４とからなる。各脚軸２４はローラアセンブリ３０を担持している。

ローラアセンブリ３０は外ローラ３２と内ローラ３４とからなる。すなわち、外ローラ３２と内ローラ３４は複数のニードルローラ３６を介してユニット化され、相対回転可能なローラアセンブリを構成している。ローラアセンブリ３０は外輪１０のトラック溝１２内に収容され、外ローラ３４がローラ案内面１４に沿って転動可能である。ローラ案内面１４は外ローラ３２の外周面に適合する凹曲面である。たとえば、ローラ案内面１４を軸線が外輪１０の軸線と平行な円筒面の一部で構成し、その断面形状を外ローラ３２の外周面の母線に対応する円弧とする。

あるいは、外ローラ３２の外周面を脚軸２４の軸線から半径方向に離れた位置に曲率中心をもった円弧を母線とする凸曲面（トーラス面）とし、ローラ案内面１４の断面形状はゴシックアーチ形状とする。これにより、外ローラ３２の外周面とローラ案内面１４とがアンギュラコンタクトをなす。球状の外ローラ外周面に対してローラ案内面１４の断面形状をテーパ形状としても両者のアンギュラコンタクトが実現する。このように、外ローラ３２の外周面とローラ案内面１４とがアンギュラコンタクトをなす構成を採用することによって、ローラが振れにくくなるため姿勢が安定する。

内ローラ３４は脚軸２４の外周面に外嵌している。内ローラ３４の円筒形外周面を内側軌道面とし、外ローラ３２の円筒形内周面を外側軌道面として、これらの内外軌道面間にニードルローラ３６が転動自在に介在する。図１０（Ｂ）に示すように、ニードルローラ３６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んである。符号３８で指してあるのはニードルローラ３６の抜け落ち止めのためのワッシャで、外ローラ３２の端部内周面に形成した環状溝に装着してある。

脚軸２４の外周面は、縦断面（図９）で見ると脚軸２４の軸線と平行なストレート形状であり、横断面（図１０（Ａ））で見ると、長軸が継手の軸線と直交する略楕円状である。脚軸の横断面形状は、トリポード２０の軸方向で見た肉厚を減少させた略楕円状である。言い換えれば、脚軸の横断面形状は、トリポード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。そのような形状の一具体例として略楕円状が挙げられる。略楕円状とは、字義どおりの楕円形のほか、一般に卵形、小判形などと称される形状も含まれる。これにより、脚軸２４は、継手の軸線と直交する方向で内ローラ３４の内周面と接触し、継手の軸線方向で内ローラ３４の内周面との間にすきまを形成する。

内ローラ３４の内周面は円弧状凸断面を有する。すなわち、内周面の母線が半径ｒの凸円弧である（図１０（Ｃ））。このことと、脚軸２４の横断面形状が上述のように略楕円状であり、脚軸２４と内ローラ３４との間には所定のすきまが設けてあることから、内ローラ３４は脚軸２４の軸方向への移動が可能であるばかりでなく、脚軸２４に対して首振り自在である。また、上述のとおり、内ローラ３４と外ローラ３２はニードルローラ３６を介して相対回転自在にユニット化してあるため、脚軸２４に対し、内ローラ３４と外ローラ３２がユニットとして首振り可能な関係にある。ここで、首振りとは、脚軸２４の軸線を含む平面内で、脚軸２４の軸線に対してローラアセンブリ（３２，３４）の軸線が傾くことをいう（図９参照）。

この実施の形態では、脚軸２４の横断面形状を上述のようにしたことにより、継手が作動角をとったとき（図９）、ローラアセンブリの姿勢を変えることなく、脚軸２４が外輪１０に対して傾くことができる。また、内ローラ３４の内周面が円弧状凸断面であることから、図１０（Ｃ）に破線で示すように、両者の接触楕円が点に近いものとなり、同時に面積も小さくなる。したがって、ローラアセンブリ（３２，３４，３６）を傾かせようとする摩擦モーメントが非常に低減する。また、ローラアセンブリの姿勢が常に安定し、ローラがローラ案内面と平行に保持されるため円滑に転動することができる。これにより、誘起スラストおよびスライド抵抗が低減し、かつ、それらの値のばらつきも小さくなる。

図１１に示すトリポード型等速自在継手は、同じくダブルローラタイプであるが、脚軸２４を球状にして、ローラアセンブリ３０（３２，３４，３６）の首振りは脚軸２４と内ローラ３４との間で行わせ、軸方向移動は外ローラ３２と内ローラ３４との間で行わせるようにしたものである。

次に、図１を参照すると、ローラアセンブリ３０の外ローラ３２が同心円状の外側の筒体３２ａと内側の筒体３２ｂに分割してあり、両者（３２ａ，３２ｂ）間に防振材３８が介在させてある。防振材３８はゴムその他の弾性材料で形成してあり、筒体３２ａ，３２ｂ間に圧入するか、加硫接着してある。

図２に示すように、内ローラ３４を同心円状の筒体３４ａ，３４ｂに分割し、両者（３４ａ，３４ｂ）間に防振材３８を介在させてもよい。図面に例示したように内外２つの筒体に分割するほか、３以上の筒体に分割することもできる。また、外ローラ３２と内ローラ３４の両方に防振材３８を組み込むことも可能であるが、少なくともどちらか一方に防振材３８を組み込むことにより、外輪１０と脚軸２４との間の動力伝達経路でダンピング機能を発揮させることができる。

図３に示す実施の形態は、ニードルローラ３６を防振材で形成したものである。この場合も、外輪１０と脚軸２４との間の動力伝達経路でダンピング機能を発揮させることができる。

図４〜８は、図１の実施の形態の変形例に相当し、過大なトルクを防振材３８に代わって負担する干渉用突条４０を設けたものである。なお、図４〜８において、各図の右側の図（ｂ）が過大トルク負荷時を示す。

図４〜６に示す変形例は、内ローラ３４の外周面に干渉用突条４０が設けてある。すなわち、内ローラ３４の外周面に環状溝を形成することにより、環状溝の両側に残った部分を干渉用突条４０として利用する。この場合、防振材３８は環状溝内にある。たとえばゴム製の防振材を環状溝の底面に加硫接着する。

図４の変形例の場合、外ローラ３２の外側筒体３２ａの内周面と内側筒体３２ｂの外周面が円筒面である。したがって、過大トルク負荷時には、図４（ｂ）に示すように、外側筒体３２ａの内周面と内側筒体３２ｂの外周面とが円筒面同士で干渉して、防振材３８の異常変形を防止する。

図５の変形例の場合、外ローラ３２の外側筒体３２ａの内周面と内側筒体３２ｂの外周面が部分球面である。言い換えれば、外側筒体３２ａの内周面の母線および内側筒体３２ｂの外周面の母線が中心軸線上に曲率中心をもった円弧である。したがって、過大トルク負荷時には、図５（ｂ）に示すように、外側筒体３２ａの内周面と内側筒体３２ｂの外周面とが球面同士で干渉する。

図６の変形例の場合、外側筒体３２ａの内周面と内側筒体３２ｂの外周面が円環状曲面（トーラス面）である。この場合、外側筒体３２ａの内周面の母線および内側筒体３２ｂの外周面の母線は円弧であるが、曲率中心が中心軸線から離れた点に位置している。したがって、過大トルク負荷時には、図６（ｂ）に示すように、外側筒体３２ａの内周面と内側筒体３２ｂの外周面とが円環状曲面同士で干渉して、防振材３８の異常変形を防止する。

図７に示す変形例では、外ローラ３２の外側筒体３２ａの内周面に干渉用突条４０が設けてある。すなわち、外側筒体３２ａの内周面に環状溝を設けることにより、環状溝の両側に残った内周面を干渉用突条４０としてある。そして、その環状溝に防振材３８が取り付けてある。外側筒体３２ａの内周面と内側筒体３２ｂの外周面は円筒面である。したがって、過大トルク負荷時には、図７（ｂ）に示すように、外側筒体３２ａの内周面（＝干渉用突条４０）と内側筒体３２ｂの外周面とが円筒面同士で干渉して、防振材３８の異常変形を防止する。

図８に示す変形例の場合、外ローラ３２の外側筒体３２ａの内周面と内側筒体３２ｂの外周面がいずれも円筒面で、両者（３２ａ，３２ｂ）間にリング状をした別体の干渉用突条４０が介在させてある。ここでは内側筒体３２ｂ側に干渉用突条４０を装着した場合が例示してあり、内側筒体３２ｂの外周面に環状溝を形成して抜け止め用の止め輪３３が装着してある。ここでも、過大トルク負荷時には、図８（ｂ）に示すように、外側筒体３２ａの内周面と干渉用突条４０とが円筒面同士で干渉して、防振材３８の異常変形を防止する。

図３の実施の形態を除き、防振材３８は、全周にわたって挿入してもよく、あるいは、分割して挿入してもよい。

この発明の実施の形態を示すトリポード型等速自在継手の横断面図 別の実施の形態を示す図１と類似の横断面図 さらに別の実施の形態を示す図１と類似の横断面図 （ａ）は図１の実施の形態の変形例を示すローラの断面図、（ｂ）は過大負荷時のローラの断面図 （ａ）は図１の実施の形態の変形例を示すローラの断面図、（ｂ）は過大負荷時のローラの断面図 （ａ）は図１の実施の形態の変形例を示すローラの断面図、（ｂ）は過大負荷時のローラの断面図 （ａ）は図１の実施の形態の変形例を示すローラの断面図、（ｂ）は過大負荷時のローラの断面図 （ａ）は図１の実施の形態の変形例を示すローラの断面図、（ｂ）は過大負荷時のローラの断面図 トリポード型等速自在継手の縦断面図 （Ａ）は図９のトリポード型等速自在継手の横断面図、（Ｂ）はローラアセンブリの横断面図、（Ｃ）は内ローラの縦断面図 トリポード型等速自在継手の横断面図

符号の説明

１０ 外輪（外方継手部材）
１２ トラック溝
１４ ローラ案内面
２０ トリポード（内方継手部材）
２２ ボス
２４ 脚軸
２６ セレーション孔
３０ ローラアセンブリ（トルク伝達要素）
３２ 外ローラ
３２ａ 外側筒体
３２ｂ 内側筒体
３４ 内ローラ
３４ａ 外側筒体
３４ｂ 内側筒体
３６ ニードルローラ
３３ ワッシャ
３８ 防振材
４０ 干渉用突条

Claims (8)

1. 内周に３本のトラック溝を有する外方継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を有する内方継手部材と、各脚軸に回転、軸方向移動、首振り自在に担持され外方継手部材のトラック溝内に収容されたトルク伝達要素とを具備し、前記トルク伝達要素に防振材を組み込んだトリポード型等速自在継手。
2. 前記トルク伝達要素が、ニードルローラを介して相対回転自在の外ローラと内ローラとからなり、前記外ローラまたは内ローラが、相互間に防振材を介在させた同心円状の２以上の筒体で構成されている請求項１のトリポード型等速自在継手。
3. 前記防振材を前記筒体間に圧入した請求項２のトリポード型等速自在継手。
4. 前記防振材を前記筒体に加硫接着した請求項２のトリポード型等速自在継手。
5. 過大な負荷を受け持つ干渉用突条を設けた請求項１ないし４のいずれかのトリポード型等速自在継手。
6. 前記干渉用突条を前記外ローラまたは前記内ローラに一体的に設けた請求項５のトリポード型等速自在継手。
7. 前記干渉用突条を外ローラと内ローラとの間に介在させた請求項５のトリポード型等速自在継手。
8. 前記トルク伝達要素が、ニードルローラを介して相対回転自在の外ローラと内ローラとからなり、前記外ローラもしくは前記内ローラまたは両方を構成する材料を防振材とした請求項１のトリポード型等速自在継手。

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