JP3874992B2

JP3874992B2 - 等速自在継手

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Publication number: JP3874992B2
Application number: JP2000130259A
Authority: JP
Inventors: 達朗杉山; 健二寺田; 竜宏後藤; 健太山崎; 久昭藏
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP2001311432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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関し、特にトリポード型等速自在継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転動力を伝達する動力伝達装置の一要素として（ドライブシャフトやプロペラシャフトの連結用継手として）、トリポード型等速自在継手が用いられている。
【０００３】
トリポード型等速自在継手は、一般に、内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向の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３本の脚軸を有し、各脚軸にそれぞれローラを回転可能に配設したトリポード部材とを主体として構成される。トリポード部材の脚軸と外側継手部材のローラ案内面とがローラを介して回転方向に係合することにより、駆動側から従動側に回転トルクが等速で伝達される。また、各ローラが脚軸に対して回転しながらローラ案内面上を転動することにより、外側継手部材とトリポード部材との間の相対的な軸方向変位や角度変位が吸収されると同時に、外側継手部材とトリポード部材とが作動角を取りつつ回転トルクを伝達する際の、回転方向位相の変化に伴う、各脚軸のローラ案内面に対する軸方向変位が吸収される。
【０００４】
トリポード型等速自在継手としては、上記ローラを複数のニードルローラを介して脚軸の円筒状外周面に装着したものもあるが、外側継手部材とトリポード部材とが作動角をとりつつ回転トルクを伝達する際、脚軸の傾きに伴って各ローラとローラ案内面とが互いに斜交した関係になるので、両者の間に滑りが生じ、その際の摺動抵抗によって各ローラの円滑な転動が妨げられて誘起スラストが大きくなるという問題がある。また、各ローラとローラ案内面との間の摺動抵抗によって、外側継手部材とトリポード部材とが軸方向に相対変位する際のスライド抵抗が大きくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、ローラとローラ案内面との斜交状態を解消して、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図るため、脚軸に対するローラの傾動を自在とする機構を備えたトリポード型等速自在継手が種々提案され、実用化されている。この種のトリポード型等速自在継手として、脚軸の外周面を凸球状に形成すると共に、ローラを複数のニードルローラを介して支持リングに回転可能に組み付けてローラ機構（ローラアッセンブリ）を構成し、支持リングの円筒状の内周面を脚軸の凸球状の外周面に外嵌した構成が知られている（特公平７−１１７１０８号、特許２６２３２１６号等）。この構成によれば、支持リングの円筒状の内周面と脚軸の凸球状の外周面との間の滑りによって、脚軸に対するローラ機構の傾動及び軸方向移動が自在となる。
【０００６】
さらに、本出願人は、この種のトリポード型等速自在継手における誘起スラストやスライド抵抗を一層効果的に低減するため、支持リングの内周面が円弧状凸断面であり、脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっている構成について既に出願している（特願平１１−０５９０４０号）。この構成によれば、支持リングの円弧状凸断面の内周面と脚軸のストレート形状の外周面との間の滑りによって、脚軸に対するローラ機構の傾動及び軸方向移動が自在となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、上述した本出願人の既出願（特願平１１−０５９０４０号）に係る等速自在継手を例にとると、図１１に誇張して示すように、無負荷状態において、ローラ機構Ａを構成する部品間（ローラ３４とニードルローラ３６との間、支持リング３２とニードルローラ３６との間）、ローラ３４とローラ案内面１４との間、及び支持リング３２と脚軸２２との間には若干のラジアル方向隙間が存在する。そのため、図１２に誇張して示すように、回転トルクの伝達時、脚軸２２、ローラ機構Ａ、及びローラ案内面１４の相互間に負荷荷重が加わって上記の隙間が詰まると、同図紙面内（継手の軸線と直交する断面内）で、脚軸２２の軸線Ｘが上記の隙間分だけローラ機構Ａの軸線Ｙに対して傾く（傾き角β）。この脚軸２２の傾きにより、脚軸２２とローラ機構Ａとの接触部（脚軸２２の外周面２２ａと支持リング３２の内周面３２ｃとの接触点）Ｓに負荷される負荷荷重Ｆの向きがトルク伝達方向（継手中心Ｏを中心とする円の接触点Ｓにおける接線方向）から内向きにずれて、脚軸基端側に向いた分力ｆが発生する（以下、この分力を「内向き分力ｆ」という。）。また、支持リング３２と係止リング３３及び係止リング３５との間には若干の軸方向隙間が存在し、支持リング３２はこの軸方向隙間分だけローラ３４に対して軸線方向に相対移動が可能である。そのため、上記の内向き分力ｆが加わると、支持リング３２が脚軸基端側に相対移動して係止リング３５に接触した状態になり、その分、支持リング３２の内周面３２ｃの曲率中心を通る中心線Ｌ１が、ローラ３４の外周面３４ａの曲率中心を通る中心線Ｌ２に対して脚軸基端側にΔｈだけずれ、その結果、上記の内向き分力ｆの大きさが助長される。そして、このような内向き分力ｆに起因して、ローラ機構Ａがローラ案内面１４に対して同図紙面内で右回り方向に傾き、非負荷側（図示省略）において、ローラ３４の外周面３４ａがローラ案内面１４の脚軸基端側部分と接触する機会が多くなり、ローラ３４の円滑な転動が妨げられて、継手の誘起スラストやスライド抵抗に影響することがある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の内向き分力に起因するローラ機構の傾きを抑制することにより、誘起スラストやスライド抵抗を一層効果的に低減し、安定させ、それによって、より低振動の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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向の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３本の脚軸を有するトリポード部材と、トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着されたローラ機構とを備え、ローラ機構は、ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸線と平行な方向に案内されるローラと、ローラを回転可能に支持する支持リングとを含み、脚軸に対して傾動自在である等速自在継手において、脚軸とローラ機構との接触部に加わる負荷荷重の内向き分力に起因して、ローラ機構が継手の軸線と直交する断面内で傾くのを抑制する傾き抑制手段が設けられ、この傾き抑制手段として、ローラの外周面とローラ案内面とを２点でアンギュラコンタクトさせると共に、脚軸基端側のアンギュラコンタクト点の接触角を、脚軸先端側のアンギュラコンタクト点の接触角よりも大きくした構成を提供する。ここで、「内向き分力」は、上述したように、脚軸とローラ機構との接触部に負荷される負荷荷重の向きがトルク伝達方向から内向きにずれることにより発生する、上記負荷荷重の脚軸基端方向の荷重成分である。
【００１０】
上記の構成によれば、ローラの外周面とローラ案内面とをアンギュラコンタクトさせているので、ローラ機構のローラ案内面に対する姿勢が安定し、しかも、脚軸基端側のアンギュラコンタクト点の接触角を脚軸先端側のアンギュラコンタクト点の接触角よりも大きくしているので、内向き分力を脚軸基端側のアンギュラコンタクト点で多く負荷させることができる。そのため、継手の軸線と直交する断面内でのローラ機構の傾きが抑制され、ローラの円滑な転動が確保される。尚、アンギュラコンタクトを実現するための手段として、ローラ案内面の断面形状をゴシックアーチ形状、テーパ形状（Ｖ字形状）、放物線形状とすることができる。
【００１１】
また、上記の傾き抑制手段として、ローラの外周面を、その軸線と平行で上記接触部を通る直線の近傍に曲率中心を有する円弧状凸断面とした構成を採用することができる。この構成によれば、内向き分力の作用点となる上記接触部と、ローラ機構の傾きの支点となるローラの外周面の曲率中心とがローラ機構の半径方向に近接又は一致した位置関係になり、ローラ機構に作用する傾きのモーメント力が小さくなるので、継手の軸線と直交する断面内でのローラ機構の傾きが抑制され、ローラの円滑な転動が確保される。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、本発明は、内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向の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３本の脚軸を有するトリポード部材と、トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着されたローラ機構とを備え、ローラ機構は、ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸線と平行な方向に案内されるローラと、ローラを回転可能に支持する支持リングとを含み、脚軸に対して傾動自在である等速自在継手において、脚軸とローラ機構との接触部に加わる負荷荷重の内向き分力に起因して、ローラ機構が継手の軸線と直交する断面内で傾くのを抑制する傾き抑制手段が設けられ、支持リングの内周面は円弧状凸断面であり、脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっている構成を提供する。
【００１３】
脚軸の横断面形状について、継手の軸線と直交する方向で支持リングの内周面と接触するとともに継手の軸線方向で支持リングの内周面との間にすきまを形成するような形状とは、言い換えれば、トリポード部材の軸方向で互いに向き合った面部分が相互方向に、つまり、仮想円筒面よりも小径側に退避している形状を意味する。その一つの具体例として略楕円形が挙げられる。「略楕円形」には、字義どおりの楕円形の他、一般に卵形、小判形等と称される形状も含まれる。
【００１４】
従来円形であった脚軸の断面形状を上記の形状としたことにより、継手が作動角をとった時、ローラ機構（ローラアッセンブリ）の姿勢を変えることなく、脚軸が継手の軸線と平行な断面内で外側継手部材に対して傾くことができる。しかも、脚軸の外周面と支持リングとの接触楕円が従来の横長から点に近づくため（図１（Ｃ）参照）、ローラ機構を傾けようとする摩擦モーメントが低減する。したがって、ローラ機構の姿勢が安定し、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、スライド抵抗の低減ひいては誘起スラストの低減に寄与する。
【００１５】
なお、ローラ機構は脚軸と外側継手部材との間に介在してトルクを伝達する役割を果たすものであるが、この種の等速自在継手におけるトルクの伝達方向は常に継手の軸線に直交する方向であるため、当該トルクの伝達方向において脚軸と支持リングとが接していることでトルクの伝達は可能であり、継手の軸線方向において両者間にすきまがあってもトルク伝達に支障を来すことはない。
【００１６】
上記構成において、支持リングの内周面の母線を、中央部の円弧部と両端部の逃げ部とで構成することができる。円弧部の曲率半径は、２〜３°程度の脚軸の傾きを許容できる大きさとするのが好ましい。
【００１７】
上記構成の等速自在継手において、ローラと支持リングとがそれらの軸線方向に相対移動するのを係止リングや係止鍔などの係止手段で両側から規制することによって、ローラ機構のアッセンブリ体としての一体性を確保することができる。しかしながら、ローラ又は支持リングと係止手段との間には軸方向隙間を確保する必要があり、支持リングはこの軸方向隙間分だけローラに対して軸線方向に相対移動可能である。したがって、上記の内向き分力が加わると、支持リングがローラに対して脚軸基端側に相対移動することにより、支持リングの内周面の曲率中心を通る中心線がローラの外周面の曲率中心を通る中心線に対して脚軸基端側にずれる。その結果、内向き分力の大きさが助長される。これを防止するため、上記の傾き抑制手段として、ローラ機構を構成する部品間の隙間に起因して支持リングがローラに対して脚軸基端側に相対移動した時に、ローラの外周面の曲率中心を通る中心線と支持リングの内周面の曲率中心を通る中心線とが一致するようした構成を採用することができる。この構成によれば、上記の内向き分力が低減される結果、継手の軸線と直交する断面内でのローラ機構の傾きが抑制され、ローラの円滑な転動が確保される。
【００１８】
また、上記の傾き抑制手段として、脚軸の外周面を縦断面において基端側に開いた傾斜状とすることもできる。この構成によれば、継手の軸線と直交する断面内で、脚軸の軸線がローラ機構の軸線に対して傾いた場合でも、脚軸の外周面自体の傾きは抑制され又は解消される。したがって、上記の内向き分力が低減され、その結果、継手の軸線と直交する断面内でのローラ機構の傾きが抑制され、ローラの円滑な転動が確保される。
【００１９】
以上に説明した傾き抑制手段の具体的構成は、単独で採用しても良いし、２以上の構成を組み合わせて採用しても良い。
【００２０】
以上の構成において、支持リングとローラの間に複数の転動体を配置して支持リングとローラを相対回転可能とすることができ、その転動体として、ニードルローラやボール等を用いることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１及び図２は、第１の実施形態に係るトリポード型等速自在継手を示している。図１（Ａ）は継手の軸線と直交する断面を示し、図１（Ｂ）は脚軸の軸線と直交する断面を示し、図１（Ｃ）は支持リングの断面を示し、図２は継手の軸線と平行な断面において、継手が作動角（θ）をとった時の状態を示している。
【００２３】
図１に示すように、この実施形態の等速自在継手は外側継手部材１０とトリポード部材２０とを主体として構成され、連結すべき２軸の一方が外側継手部材１０の軸部１０ａ（図２参照）と連結され、他方がトリポード部材２０と連結される。
【００２４】
外側継手部材１０は内周部に軸方向に延びる３本のトラック溝１２を有する。各トラック溝１２の円周方向で向かい合った側壁にそれぞれローラ案内面１４が形成されている。トリポード部材２０は半径方向に突設した３本の脚軸２２を有し、各脚軸２２にはローラ３４が取り付けてあり、このローラ３４が外側継手部材１０のトラック溝１２内に収容される。ローラ３４の外周面３４ａはローラ案内面１４に適合する凸曲面である。
【００２５】
ここでは、ローラ３４の外周面３４ａは脚軸２２の軸線から半径方向に離れた位置に曲率中心を有する円弧を母線とする円弧状凸断面であり、ローラ案内面１４の断面形状はゴシックアーチ形状であって、これにより、ローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とが２点でアンギュラコンタクトをなす。尚、球面状の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、放物線形状等としても両者のアンギュラコンタクトが実現する。このようにローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とが２点で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、ローラの姿勢が安定する。なお、アンギュラコンタクトを採用しない場合には、たとえば、ローラ案内面１４を軸線が外側継手部材１０の軸線と平行な円筒面の一部で構成し、その断面形状をローラ３４の外周面３４ａの母線に対応する円弧とすることもできる。
【００２６】
脚軸２２の外周面２２ａに支持リング３２が外嵌している。この支持リング３２とローラ３４とは複数のニードルローラ３６を介してアッセンブリ（ユニット化）され、相対回転可能なローラ機構（ローラアッセンブリ）Ａを構成している。
【００２７】
すなわち、図５に拡大して示すように、支持リング３２の円筒形外周面を内側軌道面とし、ローラ３４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複数のニードルローラ３６が転動自在に介装されている。そして、支持リング３２、ローラ３４、及びニードルローラ３６が、それらの軸線方向に相対移動するのを規制するために、ローラ機構Ａの軸方向両側にそれぞれ係止手段が設けられている。同図に示す例では、両側の係止手段は係止リング３３、３５で構成され、それぞれ、ローラ３４の端部内周に設けられた円周溝３４ｃ、３４ｄに嵌合される。係止リング３３及び３５と支持リング３２との間、係止リング３３及び３５とニードルローラ３６との間には、それぞれ僅かな軸方向隙間がある。このようにして、ローラ３４に装着された係止リング３３、３５は、支持リング３２の端面、ニードルローラ３６の端面と接触することによって、これらの部材がローラ３４に対して軸方向に相対移動するのを規制する。尚、係止リング３３、３５は、例えば一部をスリットによって分割した分割リングである。また、図１（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まれている。
【００２８】
あるいは、ローラ機構Ａとして、図６に示す構造を採用しても良い。この例では、ローラ機構Ａの一方側の係止手段を係止リング３３で構成し、他方側の係止手段を係止鍔３４ｅで構成している。係止リング３３は、ローラ３４の一方側の端部内周に設けられた円周溝３４ｃに嵌着される。また、係止鍔３４ｅはローラ３４の他方側の端部に一体に設けられる。図５に示す構造に比べ、他方側の係止手段を係止リングで構成することによる組付け公差を排除して、支持リング３２及びニードルローラ３６との間の軸方向クリアランスを半減できるという利点がある。
【００２９】
脚軸２２の外周面２２ａは、縦断面｛図１（Ａ）｝で見ると脚軸２２の軸線と平行なストレート形状であり、横断面｛図１（Ｂ）｝で見ると、長軸が継手の軸線に直交する楕円形状である。脚軸の断面形状は、トリポード部材２０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、脚軸の断面形状は、トリポード部材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。
【００３０】
支持リング３２の内周面３２ｃは円弧状凸断面を有する。すなわち、内周面３２ｃの母線が半径ｒの凸円弧である｛図１（Ｃ）｝。このことと、脚軸２２の断面形状が上述のように略楕円形状であり、脚軸２２と支持リング３２との間には所定のすきまが設けてあることから、支持リング３２は脚軸２２の軸方向での移動が可能であるばかりでなく、脚軸２２に対して傾動自在である。また、上述のとおり支持リング３２とローラ３４はニードルローラ３６を介して相対回転自在にアッセンブリされているため（ローラ機構Ａ）、脚軸２２に対し、支持リング３２とローラ３４がユニットとして傾動可能な関係にある。ここで、傾動とは、脚軸２２の軸線を含む平面内で、脚軸２２の軸線に対して支持リング３２およびローラ３４の軸線（ローラ機構Ａの軸線）が傾くことをいう。
【００３１】
上述のように、この実施形態の等速自在継手は、脚軸２２の横断面が略楕円状で、支持リング３２の内周面３２ｃの横断面が円弧状凸断面であることから、図１（Ｃ）に破線で示すように、両者の接触楕円は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、ローラ機構Ａを傾かせようとする力が従来のものに比べると非常に低減し、ローラ３４の姿勢の安定性が一層向上する。
【００３２】
さらに、この実施形態では、図７に拡大して示すような傾き抑制手段を設けている。すなわち、ローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とを２点ｐ、ｑでアンギュラコンタクトさせると共に、脚軸基端側のアンギュラコンタクト点ｑの接触角α₁を、脚軸先端側のアンギュラコンタクト点ｐの接触角α₀よりも大きくしている（α₁＞α₀）。この構成によれば、ローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とを２点ｐ、ｑアンギュラコンタクトさせているので、ローラ機構Ａのローラ案内面１４に対する姿勢が安定し、しかも、接触角α₁を接触角α₀よりも大きくしているので、内向き分力ｆを脚軸基端側のアンギュラコンタクト点ｑで多く負荷させることができる。そのため、同図紙面内（継手の軸線と直交する断面内）でのローラ機構Ａの傾きが抑制され、ローラ３４の円滑な転動が確保される。
【００３３】
図８〜図１０は、第２〜第４の実施形態に係るトリポード型等速自在継手の傾き抑制手段を拡大して示している。尚、第２〜第４の実施形態に係るトリポード型等速自在継手の他の構成は、第１の実施形態に係るトリポード型等速自在継手と同じであるので、記載を省略する。
【００３４】
図８に示す第２の実施形態に係る傾き抑制手段は、ローラ機構Ａを構成する部品間の隙間、この例では支持リング３２と係止リング３３及び３５との間の軸方向隙間に起因して、支持リング３２がローラ３４に対して脚軸基端側に相対移動した時に、ローラ３４の外周面３４ａの曲率中心を通る中心線Ｌ２と支持リング３２の内周面３２ｃの曲率中心を通る中心線Ｌｌとが一致するようにしたものである。この構成は、例えば、支持リング３２について、中心線Ｌ１を軸方向中心（支持リング３２の軸方向中心）から脚軸先端側にΔｈだけずらすことによって実現することができる。この構成によれば、内向き分力ｆが低減する結果、同図紙面内（継手の軸線と直交する断面内）でのローラ機構Ａの傾きが抑制され、ローラ３４の円滑な転動が確保される。
【００３５】
図９に示す第３の実施形態に係る傾き抑制手段は、ローラ３４の外周面３４ａを、ローラ３４の軸線と平行で接触部Ｓを通る直線Ｌ３の近傍に曲率中心Ｏ１を有する半径Ｒの円弧状凸断面としたものである。この構成によれば、内向き分力ｆの作用点となる接触部Ｓと、ローラ機構Ａの傾きの支点となるローラ３４の外周面３４ａの曲率中心Ｏ１とがローラ機構Ａの半径方向に近接した位置関係になり（離間距離Δｔ）、ローラ機構Ａに作用する傾きのモーメント力が小さくなる。そのため、同図紙面内（継手の軸線と直交する断面内）でのローラ機構Ａの傾きが抑制され、ローラ３４の円滑な転動が確保される。尚、ローラ３４の外周面３４ａの曲率中心Ｏ１を直線Ｌ３上に設定しても良い（Δｔ＝０）。
【００３６】
図１０に示す第４の実施形態に係る傾き抑制手段は、脚軸２２の外周面２２ａを縦断面において基端側に開いた傾斜状にしたものである。同図に示す例では、外周面２２ａの傾斜角を、脚軸２２の軸線Ｘが前述した態様でローラ機構Ａの軸線Ｙに対して角度βだけ傾いた時に、外周面２２ａがローラ機構Ａの軸線Ｙと平行になるような角度、すなわち脚軸２２の傾き角βと同じ角度（β）にしている。この構成によれば、負荷荷重Ｆの向きとトルク伝達方向とのずれがなくなるので、内向き分力ｆが発生せず、その結果、同図紙面内（継手の軸線と直交する断面内）でのローラ機構Ａの傾きが抑制され、ローラ３４の円滑な転動が確保される。尚、外周面２２ａの傾斜角をβ未満とした場合でも、内向き分力ｆの低減、それによるローラ機構Ａの傾き抑制に一定の効果が期待できる。
【００３７】
以上に説明した第１〜第４の実施形態に係るトリポード型等速自在継手は、それぞれ、傾き抑制手段（図７〜図１０）を単独で採用したものであるが、２以上の傾き抑制手段を併用しても良い。
【００３８】
図３および図４は、本発明の第５の実施形態に係るトリポード型等速自在継手を示している。この実施形態の等速自在継手は、支持リング３２の内周面３２ｃの母線が、上述の実施形態の等速自在継手では単一の円弧で形成されているのに対して、中央の円弧部３２ａとその両側の逃げ部３２ｂとの組合せで形成されている点で相違する。逃げ部３２ｂは、図３（Ｃ）のように作動角（θ）をとったときの脚軸２２との干渉を避けるための部分であり、円弧部３２ａの端から支持リング３２の端部に向かって徐々に拡径した直線または曲線で構成する。ここでは、逃げ部３２ｂを円錐角α＝５０°の円錐面の一部とした場合を例示してある。円弧部３２ａは、支持リング３２に対する脚軸２２の２〜３°程度の傾きを許容するため、たとえば３０ｍｍ程度の大きな曲率半径（ｒ）とする。トリポード型等速自在継手では、機構上、外側継手部材１０が１回転するときトリポード部材２０は外側継手部材１０の中心に対して３回振れ回る。このとき符号ｅ｛図２（Ａ）｝で表わされる偏心量は作動角（θ）に比例して増加する。そして、３本の脚軸２２は１２０°ずつ離間しているが、作動角（θ）をとると、図２（Ｂ）に示すように、図の上側に表われている垂直な脚軸２２を基本として考えると、他の２本の脚軸２２は、一点鎖線で示す作動角０のときのそれらの軸線からわずかに傾く。その傾きは作動角（θ）が例えば約２３°のとき２〜３°程度となる。この傾きが支持リング３２の内周面３２ｃの円弧部３２ａの曲率によって無理なく許容されるため、脚軸２２と支持リング３２との接触部における面圧が過度に高くなるのを防止することができる。なお、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の左側面から見たトリポード部材２０の３本の脚軸２２を模式的に図示したもので、実線が脚軸を表わしている。この実施形態の等速自在継手においても、図７〜図１０に示す構成と同様の傾き抑制手段を、単独で、あるいは２以上の構成を併用することにより、継手の軸線と直交する断面内でのローラ機構Ａの傾きを抑制して、ローラ３４の円滑な転動を確保している。尚、ローラ機構Ａの係止手段として図６に示す構造を採用しても良い。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、脚軸とローラ機構との接触部に加わる負荷荷重の内向き分力に起因するローラ機構の傾きが抑制されることにより、継手の誘起スラストやスライド抵抗が一層効果的に低減され、安定し、それによって、より低振動のトリポード型等速自在継手を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトリポード型等速自在継手を示し、図１（Ａ）は一部を断面にした端面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）における脚軸に垂直な断面図、図１（Ｃ）は接触楕円を説明するための支持リングの断面図である。
【図２】図２（Ａ）は図１の等速自在継手の縦断面図であって作動角をとった状態を示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるトリポード部材の模式的側面図である。
【図３】本発明の第５の実施形態に係るトリポード型等速自在継手を示し、図３（Ａ）は一部を断面にした端面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）における脚軸に垂直な断面図、図３（Ｃ）は作動角をとった状態を示す縦断面図である。
【図４】図３における支持リングの拡大断面図である。
【図５】図１および図２におけるローラ機構の部分拡大断面図である。
【図６】ローラ機構の他の形態を示す部分拡大断面図である。
【図７】図１のトリポード型等速自在継手の傾き抑制手段を示す部分断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るトリポード型等速自在継手の傾き抑制手段を示す部分断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るトリポード型等速自在継手の傾き抑制手段を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るトリポード型等速自在継手の傾き抑制手段を示す部分断面図である。
【図１１】継手に荷重が負荷されていない時の状態を示す部分断面図である。
【図１２】内向き分力の発生について説明する部分断面図である。
【符号の説明】
１０外側継手部材
１２トラック溝
１４ローラ案内面
２０トリポード部材
２２脚軸
２２ａ外周面
３２支持リング
３２ｃ内周面
３４ローラ
３４ａ外周面
３６ニードルローラ
ｐアンギュラコンタクト点
ｑアンギュラコンタクト点
α₀ 接触角
α₁ 接触角
Ｓ接触部
Ｌ１支持リングの内周面の曲率中心を通る中心線
Ｌ２ローラの外周面の曲率中心を通る中心線
Ｌ３接触部Ｓを通る直線

Claims

内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向の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３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各脚軸にそれぞれ装着されたローラ機構とを備え、前記ローラ機構は、前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸線と平行な方向に案内されるローラと、前記ローラを回転可能に支持する支持リングとを含み、前記脚軸に対して傾動自在である等速自在継手において、
前記脚軸と前記ローラ機構との接触部に加わる負荷荷重の内向き分力に起因して、前記ローラ機構が継手の軸線と直交する断面内で傾くのを抑制する傾き抑制手段が設けられ、
前記傾き抑制手段として、前記ローラの外周面と前記ローラ案内面とを２点でアンギュラコンタクトさせると共に、脚軸基端側のアンギュラコンタクト点の接触角を、脚軸先端側のアンギュラコンタクト点の接触角よりも大きくしたことを特徴とする等速自在継手。
前記傾き抑制手段として、前記ローラの外周面を、その軸線と平行で前記接触部を通る直線の近傍に曲率中心を有する円弧状凸断面とした請求項１記載の等速自在継手。
内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向の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３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各脚軸にそれぞれ装着されたローラ機構とを備え、前記ローラ機構は、前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸線と平行な方向に案内されるローラと、前記ローラを回転可能に支持する支持リングとを含み、前記脚軸に対して傾動自在である等速自在継手において、
前記脚軸と前記ローラ機構との接触部に加わる負荷荷重の内向き分力に起因して、前記ローラ機構が継手の軸線と直交する断面内で傾くのを抑制する傾き抑制手段が設けられ、
前記支持リングの内周面は円弧状凸断面であり、前記脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で前記支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で前記支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっていることを特徴とする等速自在継手。
前記傾き抑制手段として、前記ローラの外周面と前記ローラ案内面とを２点でアンギュラコンタクトさせると共に、脚軸基端側のアンギュラコンタクト点の接触角を、脚軸先端側のアンギュラコンタクト点の接触角よりも大きくした請求項３記載の等速自在継手。
前記傾き抑制手段として、前記ローラの外周面を、その軸線と平行で前記接触部を通る直線の近傍に曲率中心を有する円弧状凸断面とした請求項３又は４記載の等速自在継手。
前記脚軸の横断面が、継手の軸線と直交する長軸をもった略楕円形である請求項３記載の等速自在継手。
前記傾き抑制手段として、前記ローラ機構を構成する部品間の隙間に起因して前記支持リングが前記ローラに対して脚軸基端側に相対移動した時に、前記ローラの外周面の曲率中心を通る中心線と前記支持リングの内周面の曲率中心を通る中心線とが一致するようにした請求項３から６の何れかに記載の等速自在継手。
前記傾き抑制手段として、前記脚軸の外周面を縦断面において脚軸基端側に開いた傾斜状にした請求項３から７の何れかに記載の等速自在継手。
前記ローラと前記支持リングとの間に複数の転動体が転動自在に介装されている請求項１から８の何れかに記載の等速自在継手。