トリポード型等速ジョイント
【課題】トルク伝達時における振動を抑制可能なトリポード型等速ジョイントを提供する。
【解決手段】
本発明のトリポード型等速ジョイントは、円筒部の内面に案内溝１０ａ１，１０ａ２を有するアウターレース１と、インナーローラ３０及びアウターローラ３３とを有するローラ部材３と、回転軸に直交する方向に伸びる３本のトリポード軸部２０を有するトリポード部材２とを備え、トリポード軸部２０の形状を、先端部から根元部にかけて太くなる形状とするとともに、トリポード軸部２０の中心軸に直交する横断面では、インナーローラ３０と当接してトルクを伝達するトルク伝達領域の周方向側にトルク伝達領域の外周面の延長線よりも内側に退避した逃げ部２０ａを形成する。
【解決手段】
本発明のトリポード型等速ジョイントは、円筒部の内面に案内溝１０ａ１，１０ａ２を有するアウターレース１と、インナーローラ３０及びアウターローラ３３とを有するローラ部材３と、回転軸に直交する方向に伸びる３本のトリポード軸部２０を有するトリポード部材２とを備え、トリポード軸部２０の形状を、先端部から根元部にかけて太くなる形状とするとともに、トリポード軸部２０の中心軸に直交する横断面では、インナーローラ３０と当接してトルクを伝達するトルク伝達領域の周方向側にトルク伝達領域の外周面の延長線よりも内側に退避した逃げ部２０ａを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリポード型等速ジョイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トリポード部材のトリポード軸部に、インナーローラ及びアウターローラからなるローラ部材を外嵌したトリポード型等速ジョイントとして、例えば特許文献１に記載のものが知られている。このトリポード型等速ジョイントでは、トリポード軸部のトルク伝達部を球状に形成することにより、トリポード軸部に対してローラ部材が揺動可能かつ軸方向に摺動可能となっている。トリポード軸部に対してローラ部材が揺動かつ摺動することで、入力軸及び出力軸の回転軸がなす角（ジョイント角）が大きくなった場合でも、アウターレースの案内溝の延伸方向とアウターローラの転動方向とが一致する。これにより、アウターローラがインナーローラに対して滑らかに回転するので、トルク伝達時の振動が抑制されている。
【０００３】
また、本発明者は、特許文献１に記載のトリポード型等速ジョイントをさらに改良したものとして、特許文献２に記載のものを提案している。このトリポード型等速ジョイントでは、トリポード軸部の軸直交断面形状を、トルク伝達領域の根元側がほぼ円形で、先端側に行くに従って小さく且つ楕円形状になるよう、連続的に変化する形状としている。このような形状を採用することにより、トリポード型等速ジョイントの強度を高くし、あるいは小型化することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−１１７１０８号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のものでは、トリポード軸部のトルク伝達部が、インナーローラの円筒状内周面の直径よりも僅かに小さい直径を有する球状であるため、トリポード軸部とインナーローラとの接触部分がトリポード軸部の周方向に延びる線接触となる（特許文献１の第４ページ右欄第１行目から第７行目参照）。このため、トリポード軸部に対してローラ部材がピッチング（トリポード部材の回転軸の方向から見た場合の左右方向を軸として揺動する動き）する際の摩擦抵抗が大きくなり、この結果、入力軸及び出力軸がジョイント角をとった場合に振動が発生するおそれがある。
【０００６】
ここで、特許文献２に記載のものによれば、トリポード軸部の軸直交断面を楕円形としたので、トリポード軸部とインナーローラとの接触部分のトリポード軸部の周方向長さが特許文献１に記載のものよりも短くなり、ローラ部材が揺動する際の摩擦抵抗が小さくなる。またさらに、トリポード軸部の中心軸に沿った縦断面におけるトルク伝達部の曲率が特許文献１に記載のものよりも小さくなるので、トルク伝達時の荷重を分散することができる。
【０００７】
この反面、特にトリポード軸部の先端部では、トリポード軸部の中心軸に直交する横断面の楕円度（短軸半径／長軸半径）が小さくなるので、トルク伝達時におけるトリポード軸部のインナーローラとの接触領域の周方向幅が狭くなる。この結果、ジョイント角が大きい場合には、トルク伝達時の荷重が狭い範囲に集中してしまい、強度の確保ひいては小型化に限界が生じていた。
【０００８】
従って、本発明の目的は、小型化が可能で且つ振動を抑制できるトリポード型等速ジョイントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
トリポード軸部のインナーローラとの接触面積を拡大するためには、トリポード軸部の横断面の楕円度を大きくし、根元部における軸直交断面形状からの変化率を小さくすることが考えられる。しかし、本発明者が検討を行った結果、このような形状を採用した場合には、ジョイント角がある値以上に大きくなると、トリポード軸部の回転方向の両側面のうちインナーローラとの間でトルクを伝達しないトルク非伝達側でもインナーローラとの接触が発生してしまうことが判明した。このようにトリポード軸部とインナーローラとが２箇所で接触すると、トリポード軸部に対してローラ部材が揺動する際の抵抗力が大きくなり、ローラ部材をアウターレースの案内溝に沿った方向に適切に案内することができない。この結果、あるジョイント角以上でトルクを伝達しながら回転する際に振動が発生するおそれがある。
【００１０】
この問題を解決するため、トリポード軸部の横断面における楕円度を小さくしてトルク非伝達側での接触を回避することも考えられるが、この場合にはトルク伝達時における面圧が高くなってしまう。また、トリポード軸部の外周面とインナーリングの内周面との間隔を拡げることでトルク非伝達側での接触を回避した場合には、トルク伝達方向が反転した場合のガタが大きくなってしまう。
【００１１】
そこで本発明者はさらに検討を重ね、トリポード軸部のトルク非伝達側での接触部が、等速ジョイントが逆方向に回転した場合におけるトルク伝達領域の周方向にずれていることに着目し、この部位における接触を回避すれば上記の問題を解決することができるという知見を得、本発明をなすに至ったのである。
【００１２】
そこで、本発明では、以下のようにトリポード型等速ジョイントを構成する。すなわち、トリポード軸部の形状を先端部から根元部にかけて太くなる形状とするとともに、トリポード軸部の中心軸に直交する横断面では、インナーローラと当接してトルクを伝達するトルク伝達領域の周方向側にトルク伝達領域の外周面の延長線よりも内側に退避した逃げ部を形成することとした。
【００１３】
つまり、本発明のトリポード型等速ジョイントでは、トリポード軸部の根元部から先端部に向かって横断面の面積が小さくなる点では特許文献２に記載のものと同様ではあるが、インナーローラと接触してトルクを伝達する部分の周方向にずれた位置に逃げ部を形成することで、トルク非伝達側におけるインナーローラとの接触を回避し、若しくは接触するとしてもその接触部における押し付け力を低減して、トリポード軸部に対してローラ部材が揺動する際の抵抗力を小さくすることができる。
【００１４】
また、この逃げ部は、横断面におけるトルク伝達領域の周方向に隣接して形成するとよい。このように逃げ部を形成することで、トルク非伝達側におけるインナーローラとの接触をより確実に回避することができる。
【００１５】
またさらに、トリポード軸部の横断面におけるトルク伝達領域の外周面の曲率は、この横断面におけるトリポード部材の回転軸方向の両端を短軸端とし、回転軸方向に直交する方向の両端を長軸端とする楕円の円弧の曲率よりも小さくするとよい。このような構成を採用することで、トルク伝達時におけるトリポード軸部とインナーローラとの接触面積をより大きくし、荷重を分散することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トルク伝達時におけるトリポード型等速ジョイントの回転時の振動を抑制しつつ、小型化をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントの全体を説明するために示す一部断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントの全体を説明するために示す一部断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントのトリポード部材及びローラ部材の形状を示す断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントのトリポード部材の形状を示す説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントのトリポード部材の断面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントのトリポード部材の斜視図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントのトリポード部材の製造方法を示す説明図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントの動作状態を示す説明図。
【図９】トリポード型等速ジョイントの比較例の形状を示す説明図。図９（ａ）はトリポード部材の回転軸方向から見た形状を、図９（ｂ）はトリポード軸の軸方向から見た形状をそれぞれ示す。
【図１０】比較例の動作状態を示す説明図。
【図１１】比較例の動作状態を示す説明図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態を説明するために示すインボリュート曲線の図。
【図１３】本発明の第２の実施の形態のトリポード部材の形状を示す説明図。
【図１４】本発明のトリポード部材の形状の変形例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[第１の実施の形態]
本発明の実施の形態につき、全体構成を図１及び図２を用いて説明する。図１はトリポード型等速ジョイントを回転軸Ｏ方向から見た状態を示す。図１では、説明のため、３個のローラ部材３のうちの１つをローラ部材３の中心軸に沿った断面で切断して示している。図２はトリポード型等速ジョイントの一部を回転軸Ｏに沿った断面で切断した状態を示す。
【００１９】
〔トリポード型等速ジョイントの全体構成〕
図１及び図２に示すトリポード型等速ジョイントは、例えば車両のディファレンシャル装置の車輪側に配置され、駆動源のトルクを正回転方向及び逆回転方向に伝達する第１の駆動軸及び第２の駆動軸を揺動可能かつ軸方向摺動可能に連結するために用いられる。このトリポード型等速ジョイントは、第１の駆動力伝達部材（図略）と一体回転するように連結されたアウターレース１と、第２の駆動力伝達部材（図略）と一体回転するように連結されたトリポード部材２と、アウターレース１及びトリポード部材２の間に介在するローラ部材３とから大略構成されている。なお、図１及び図２は、第１及び第２の駆動軸の回転軸がなす角（ジョイント角）がゼロの状態を示しており、アウターレース１の回転軸Ｏとトリポード部材２の回転軸Ｏ’は一致している。
【００２０】
（アウターレース１の構成）
アウターレース１は、全体として有底円筒状を呈し、内側に空間が形成された円筒部１０と、円筒部１０の一端を閉塞する底部１１と、底部１１の円筒部１０とは反対側に立設された軸部１２とからなる。軸部１２には、第１の駆動力伝達部材（図略）がスプライン嵌合等の周知の手段により一体回転するように連結される。
【００２１】
円筒部１０の内周面には、各ローラ部材３（後述）に対応して、アウターレース１の回転軸Ｏに平行な方向に延設された案内溝１０ａが形成されている。案内溝１０ａは、図１において、アウターレース１の回転軸Ｏに対してアウターローラ３３が反時計方向に相対回転した場合にアウターローラ３３の外周面が当接する第１案内溝１０ａ１と、アウターローラ３３が時計方向に相対回転した場合にアウターローラ３３の外周面が当接する第２案内溝１０ａ２とからなる。
【００２２】
（ローラ部材３の構成）
ローラ部材３は、アウターレース１の第１案内溝１０ａ１と第２案内溝１０ａ２との間に収容された円環状のアウターローラ３３と、アウターローラ３３の内側に同軸配置され、内周面が円筒状であるインナーローラ３０と、アウターローラ３３とインナーローラ３０との間に配置された複数の転動体３２とを備えている。本実施形態では、転動体３２として針状ころが採用されている。アウターローラ３３の内周面には２箇所の係止溝が形成され、この溝にスナップリング３１，３１がそれぞれ嵌め込まれている。インナーローラ３０及び転動体３２は、その軸線方向移動がスナップリング３１，３１によって規制され、アウターローラ３３から離脱しないように組みつけられている。この構成により、インナーローラ３０とアウターローラ３３は転動体３２を介して同軸上で相対回転可能である。
【００２３】
（トリポード部材２の構成）
トリポード部材２は、シャフト状の第２の駆動力伝達部材（図略）が内面にスプライン嵌合される円環状のボス部２１と、ボス部２１の外周側に放射状に形成された３つのトリポード軸部２０とからなる。ボス部２１に設けられた貫通穴の内面には、スプライン部２１ａが形成されている。トリポード部材２は、アウターレース１の円筒部１０の内側に配置され、各トリポード軸部２０には、それぞれローラ部材３が外嵌されている。
【００２４】
<トリポード軸部２０の形状>
図３は、図１のＡ−Ａ断面におけるトリポード型等速ジョイントの断面図である。この断面図は、トリポード軸部２０の中心軸Ｏ１に直交する平面における横断面にあたる。図３において、第１案内溝１０ａ１に対向する側においてインナーローラ３０と接触し、トルクを伝達するトルク伝達領域が第１トルク伝達部２０ｂ１である。同じく、第２案内溝１０ａ２に対向する側においてインナーローラ３０と接触し、トルクを伝達するトルク伝達領域が第２トルク伝達部２０ｂ２である。図３に示すように、トリポード軸部２０の横断面では、第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の周方向両側に合わせて４箇所の逃げ部２０ａが形成されており、全体としては、曲面からなる八角形状を呈している。
【００２５】
各逃げ部２０ａは、トリポード軸部２０の内側に向かって窪んだ円弧で形成されている。逃げ部２０ａ同士を図３の左右方向に連結するトリポード軸部２０の外周面は、インナーローラ３０の内周面との間に隙間が形成された楕円の一部として形成されている。この隙間は、第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２とインナーローラ３０の内周面との各隙間よりも大きく、図２に二点鎖線で示すように、トリポード部材２がアウターレース１の回転軸線に対して最大ジョイント角まで傾動しても、インナーローラ３０の内周面に接触しないように形成されている。なお、最大ジョイント角とは、トリポード型等速ジョイントが車両等に組み込まれた実際の使用状態において、アウターレース１の回転軸Ｏとトリポード部材２の回転軸Ｏ’とがなす角度の最大値である。
【００２６】
図３に示す横断面における第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の外周面は、長軸がトリポード部材２の回転軸に垂直な方向（同図における左右方向。以下これを「トルク伝達方向」という。）の幅で、短軸がトリポード部材２の回転軸Ｏ’に平行な方向（同図における上下方向。）である楕円の円弧の一部として形成されている。この楕円の短軸の長さは、図３に示す横断面の上下方向の幅よりも長く設定されている。この形状を図４でより詳しく説明する。
【００２７】
図４は、図３におけるトリポード軸部２０の横断面に、トリポード軸部２０のトルク伝達方向の両端部（Ｐ１，Ｐ２）、及びトリポード部材２の回転軸Ｏ’に平行な方向の両端部（Ｐ３，Ｐ４）を通過する楕円を破線で示すとともに、トルク伝達部２０ｂ１及びトルク伝達部２０ｂ２の曲線の延長線を一点鎖線で示す図である。
【００２８】
この図に示すように、第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の横断面形状は、Ｐ１〜Ｐ４を通過する楕円のＰ１，Ｐ２部付近の曲率よりも小さな曲率を有している。また、逃げ部２０ａは、第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の曲線の延長線として示した一点鎖線よりもトリポード軸部２０の内側に逃げている。
【００２９】
図３及び図４において、２つの逃げ部２０ａに挟まれた第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の外周面は、その周方向の全範囲がトルク伝達時にインナーローラ３０の内周面と接触してトルクを伝達する領域である。つまり、図３及び図４に示す第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２は、その周方向の各部位において、ジョイント角及び荷重に応じてインナーローラ３０との接触が発生し得る。すなわち、逃げ部２０ａは、インナーローラ３０との間でトルクを伝達するトリポード軸部２０のトルク伝達領域の周方向に隣接して配置されている。
【００３０】
図５は、トリポード部材２を図２のＢ−Ｂ断面で切断した断面図である。この断面図は、トリポード軸部２０の中心軸Ｏ１を含み、トルク伝達方向に沿った平面における縦断面にあたる。図５において、トリポード軸部２０の先端側の領域Ｘ１は、先端部から根元部に向かってトルク伝達方向の幅が広がる突曲面で形成されている。領域Ｘ１の根元側にあたる領域Ｘ２の縦断面における外周面の形状は、トリポード軸部２０の中心軸Ｏ１に平行な直線である。領域Ｘ１と領域Ｘ２を合わせたトルク伝達領域が同断面図における第１トルク伝達部２０ｂ１である。なお、第２トルク伝達部２０ｂ２の側においても、第１トルク伝達部２０ｂ１と軸対称にその形状が形成されている。また、縦断面における領域Ｘ１の外周面の曲率半径は、インナーローラ３０の内周面の半径よりも大きく形成されている。
【００３１】
図６は、トリポード部材２のトリポード軸部２０の１つを斜め方向から見た斜視図である。この図に示すように、逃げ部２０ａは、インナーローラ３０と当接してトルクを伝達する第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２と、トリポード部材２の回転軸方向の両側でインナーローラ３０に接触しない非接触部との間に形成された軸方向の溝状に形成されている。
【００３２】
ここで、トリポード部材２の製造方法について説明する。トリポード部材２を形成する工程は、鍛造工程と研削工程からなる。鍛造工程は、素材を鍛造し、ボス部２１の外側に３つのトリポード軸部２０が立設された形状に加工する工程である。この工程で用いる鍛造金型には、逃げ部２０ａに対応する突部が形成されており、鍛造工程の完了時にはトリポード軸部２０に逃げ部２０ａが形成されている。
【００３３】
研削工程は、トリポード軸部２０の第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２をそれぞれ研削し、これらの表面を高精度に加工する工程である。以下にこの研削工程を詳細に説明する。
【００３４】
図７は、研削工程におけるトリポード部材２及び砥石４０を示す図である。研削工程で用いる砥石４０の外周面は、図７に示すように、トリポード軸部２０の縦断面における第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂの仕上がり形状に対応する形状を有している。この砥石４０を回転軸４１を中心に回転させながらトリポード軸部２０の外周面に押し当て、トリポード軸部２０の周りを周回させることにより、第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の研削加工がなされる。この研削加工では、逃げ部２０ａの表面は研削されない。逃げ部２０ａはインナーローラ３０に接触しないので、高精度な加工が不要だからである。
【００３５】
このように研削加工されたトリポード軸部２０は、トリポード軸部２０の中心軸Ｏ１に平行で、かつ第１トルク伝達部２０ｂ１又は第２トルク伝達部２０ｂ２の任意の箇所における法線を含む平面によるトリポード軸部２０の断面では、いずれの箇所においても、トルク伝達部２０ｂ１及びトルク伝達部２０ｂ２の外周面の曲線が図５に示したものと同様の曲線を描くこととなる。
【００３６】
図８は、トリポード軸部２０にローラ部材３を外嵌してアウターレース１に組み込み、所定のジョイント角で回転しながらトルクを伝達する動作状態を、トリポード軸部２０の中心軸方向からアウターレース１の一部を透視して示したものである。この図に示すように、逃げ部２０ａが設けられていることにより、トリポード軸部２０のトルク伝達方向両側におけるトルク伝達部のうちトルク非伝達側では、最大ジョイント角以下のあらゆるジョイント角においてトリポード軸部２０とインナーローラ３０とが接触しないようになっている。
【００３７】
次に、本発明で逃げ部２０ａを設けたことによる作用効果を比較例と対比して説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、比較例として示すトリポード型等速ジョイントのトリポード部材１００を示す図である。
【００３８】
図９（ａ）に示すように、トリポード部材１００のトリポード軸部１０１は、その回転軸方向から見た場合に、本発明の実施の形態に係るトリポード部材２と共通する縦断面形状を有している。トリポード軸部１０１はボス部１０２に立設されている。トリポード軸部１０１の外周面の形成方法は、トリポード軸部１０１のトルク伝達部の縦断面形状に対応する曲面を有する砥石１３０を、その回転軸１３１を中心に回転させながら、楕円軌道でトリポード軸部１０１の周りを周回させるというものである。図９（ｂ）は、このようにして研削加工されたトリポード部材１００を、トリポード軸部１０１の中心軸方向から見た状態を示す図である。
【００３９】
図１０は、比較例としてのトリポード型等速ジョイントの動作状態を、図８に示したものと同様に、トリポード軸部１０１の中心軸方向からアウターレースの一部を透視して示したものである。この図において、上記説明した本発明の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントと同一の形状及び構造を有する部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
図１０に示すように、この動作状態では、トリポード軸部１０１が同図のＡ部にてインナーローラ３０と当接して回転トルクを伝達している他、Ｂ部においてもトリポード軸部１０１がインナーローラ３０と接している。Ｂ部は、トルク伝達に寄与しないトルク非伝達側であるが、トリポード軸部１０１が根元側に向かって太くなる形状を備えているため、ローラ部材３が揺動することにより、Ａ部よりもトリポード軸部１０１の根元側に近い部位にて、インナーローラ３０との接触が生じたものである。
【００４１】
図１１は、図１０に示した状態におけるトリポード軸部１０１とローラ部材３を、トリポード部材１００の回転軸方向から見た状態を示す図である。この図に示すように、トリポード軸部１０１に対してローラ部材３が揺動することにより、Ａ部及びＢ部の２点で両部材が接触している。トリポード軸部１０１とローラ部材３が２点で接触することにより、トリポード軸部１０１に対してローラ部材３が揺動する際の抵抗が１点接触の場合よりも大きくなる。このため、ローラ部材３の案内溝１０ａ内での姿勢が適切ではなくなり、トルク伝達時における振動が発生しやすくなる。
【００４２】
この点、本発明の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントでは、トリポード部材２のトリポード軸部２０と、ローラ部材３のインナーローラ３０との２点接触が回避されており、上記比較例のものに比べて振動の発生が抑制される。
【００４３】
[第１の実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００４４】
（１）トリポード軸部２０のトルク非伝達側ではトリポード軸部２０とインナーローラ３０とが接触しないので、トルク伝達時におけるトリポード軸部２０とインナーローラ３０との２点接触が回避される。これにより、ローラ部材３がアウターレース１の案内溝１０ａに沿った姿勢に傾動しやすくなり、振動が抑制される。
【００４５】
（２）第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２のそれぞれ両側には逃げ部２０ａが設けられ、逃げ部２０ａは第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の曲線の延長線よりも内側に位置している。これにより、トルク伝達部の横断面における曲率を小さくしても、トルク非伝達側におけるトリポード軸部２０とインナーローラ３０との接触を回避できる。従って、例えばトリポード軸部全体を細長い楕円形状とすることでトルク非伝達側における接触を回避した場合に比べ、トリポード軸部２０とインナーローラ３０とがより広い面積で接触するので、耐久性を確保することができる。
【００４６】
（３）第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の横断面形状は、図４におけるＰ１〜Ｐ４を通過する楕円のＰ１，Ｐ２部付近の曲率半径よりも大きな曲率半径を有しているので、トルク伝達時の荷重を分散でき、耐久性を高めることができる。
【００４７】
（４）トリポード軸部２０のトルク伝達部２０ｂ１及びトルク伝達部２０ｂ２は、トルク伝達部の曲線に対応する曲面を有する砥石による研削により研削できるので、加工装置の構造が簡略化でき、加工時間も短縮することができる。
【００４８】
（５）逃げ部２０ａは鍛造段階で形成されるので、逃げ部２０ａを形成するための特別な工程が不要であり、加工時間を短縮できる。
【００４９】
（６）トリポード軸部２０は根元側で最も太く、先端部に向かって細くなるので、鍛造が容易であり、鍛造金型の寿命も長くなる。つまり、特許文献１に記載されたトリポード型等速ジョイントのようにトリポード軸部を球状とした場合には、鍛造用金型の中で外側に膨らむように素材を流動させる必要があり、そのために大きな荷重が必要となるが、本実施の形態におけるトリポード部材２の加工では、比較的小さな荷重で鍛造を行うことができる。
【００５０】
（７）逃げ部２０ａは内側に窪んだ形状であるのでグリス溜まりとしても機能し、トルク伝達部にグリスが供給されやすくなるので、潤滑性が向上し、トリポード軸部２０に対するローラ部材３の揺動がより滑らかになる。
【００５１】
（８）トリポード軸部２０の第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の縦断面における外周面の形状は、先端側が根元側に向かってトルク伝達方向の幅が広がる突曲線で形成され、この突曲線の根元側に連続して、中心軸に平行な直線部が形成されている。これにより、ローラ部材３がトリポード軸部２０に圧入されてしまうことがない。つまり、仮に突曲線に連続する部分を根元側に向かって広がる形状とした場合には、組み付けの過程においてトリポード軸部２０にローラ部材３が嵌り込んでしまい、組み付けの妨げとなるおそれがあるが、本実施の形態では上記のように中心軸に平行な直線部にて根元側を形成したので、このようなおそれがない。
【００５２】
[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントにつき、図１２及び図１３を用いて説明する。第２の実施の形態は、トリポード軸部２０の横断面形状が第１の実施の形態とは異なり、トリポード軸部２０の外周面が、逃げ部２０ａ及びトリポード部材２の回転軸方向の端部を除き、インボリュート曲線で形成されている。
【００５３】
図１２は、ｘ＝ａ（ｃｏｓθ＋θｓｉｎθ），ｙ＝ａ（ｓｉｎθ−θｃｏｓθ）で表されるインボリュート曲線を示している。このインボリュート曲線におけるＲ１からＲ２に向かう部分を用いてトリポード軸部２０の横断面における外周面が形成されている。
【００５４】
図１３は、図１２に示したインボリュート曲線の線分の始点（Ｒ１）及び終点（Ｒ２）とトリポード軸部２０の横断面における外周面との対応を示す図である。この図に示すように、インボリュート曲線の線分の始点が横断面のトルク伝達方向の両端部に位置し、且つこの始点における接線がトリポード部材２の回転軸に平行になるように配置されたインボリュート曲線によってトリポード軸部２０の外周面が規定されている。トリポード部材２の回転軸方向の端部では、トルク伝達方向に平行な線分によって線対称に配置されたインボリュート曲線同士が連結されている。
【００５５】
この第２の実施の形態によれば、トリポード軸部２０の横断面におけるトルク伝達領域２０ｂ１，２０ｂ２の外周面の形状が、トリポード軸２の回転軸に直交する方向の端部から周方向に向かうにつれて曲率が小さくなるインボリュート曲線で形成されるので、トルク伝達領域の曲率が横断面におけるトルク伝達方向の幅を直径とする円の曲率に近づく。このため、トルク伝達時にインナーローラ３０の内周面と広い面積で当接し、荷重を分散させることができる。
【００５６】
以上、本発明のトリポード型等速ジョイントを実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００５７】
（１）上記実施の形態では、逃げ部２０ａの形状を、ジョイント角が０度から最大ジョイント角までの範囲において、トリポード軸部２０のトルク非伝達側でインナーローラ３０に全く接触しない形状とした。しかし、トルク伝達領域の横断面における外周部の延長線よりも逃げ部２０ａが内側に退避していれば、トルク非伝達側でトリポード軸部２０とインナーローラ３０との接触が発生したとしても、その接触部での荷重が抑えられるので、ローラ部材３がトリポード軸部２０に対して揺動しやすくなるという効果がある。従って、必ずしもトルク非伝達側で接触してはならないわけではなく、僅かに接触してもよい。
【００５８】
（２）上記実施の形態では、逃げ部２０ａをインナーローラ３０との間でトルクを伝達するトリポード軸部２０のトルク伝達領域の周方向に隣接して配置したが、これに限らず、トリポード軸部２０のトルク伝達領域との間に間隔を置いた周方向に配置してもよい。
【００５９】
（３）上記実施の形態では、逃げ部２０ａをトリポード軸２０のトルク伝達領域の軸方向の全体に形成したが、これに限らず、軸方向の一部のみに形成してもよい。例えば、図５における円柱状の領域Ｘ２のみに逃げ部２０ａを形成してもよい。
【００６０】
（４）上記実施の形態では、逃げ部２０ａの形状を内側に窪んだ形状としたが、これに限らず、直線状または外側に膨らむ形状としてもよい。また、逃げ部２０ａは４箇所になくとも、例えばトリポード部材２の回転軸方向の一方のみに設けてもよい。具体的な変形例として図１４（ａ）から図１４（ｃ）に示すように、逃げ部２０ａの形状は種々変更可能である。
【００６１】
（５）上記実施の形態ではトリポード軸部２０の外周面を研削加工することとしたが、これに限らず、切削等により加工してもよい。
【００６２】
（６）上記実施の形態では、トリポード軸部２０の横断面におけるトルク伝達領域の外周面の曲率を、同横断面の回転軸方向及び回転軸に直交する方向の端部を通る楕円の曲率よりも小さくすることとしたが、これに限らず、例えばこの楕円と同一の曲率で形成してもよい。
【００６３】
（７）上記実施の形態では、トリポード軸部２０の第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の縦断面における外周面の形状を、先端側が根元側に向かってトルク伝達方向の幅が広がる突曲線で形成され、この突曲線の根元側に連続して中心軸に平行な直線部が形成された形状としたが、必ずしもこれに限らない。トルク伝達部の形状を先端側から根元側に向かって連続的に広がる形状としても、ローラ部材をアウターレースに組み込んだ状態では、ローラ部材がトリポード軸部に圧入されることはないので、本発明の効果を奏することが可能である。
【００６４】
（８）上記実施の形態では、トリポード軸部２０の中心軸方向に沿った縦断面における第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の外周面の形状が、トリポード軸部２０の周方向において一様であることとしたが、これに限らず、トリポード軸部２０の周方向に離間した２箇所における縦断面の形状が異なってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…アウターレース、１０…円筒部、１０ａ…案内溝、１０ａ１…案内溝、１０ａ２…案内溝、１１…底部、１２…軸部、２…トリポード部材、２０…トリポード軸部、２０ｂ…トルク伝達部、２０ｂ１…第１トルク伝達部、２０ｂ２…第２トルク伝達部、３…ローラ部材、３０…インナーローラ、３１…スナップリング、３２…転動体、３３…アウターローラ、２０…トリポード軸部、２０ｂ…トルク伝達部、２０ｂ１…第１トルク伝達部、２０ｂ２…第２トルク伝達部、２１…ボス部、４０…砥石、４１…回転軸、１００…トリポード部材、１０１…トリポード軸部、１３０…砥石、Ｏ…回転軸、Ｏ１…中心軸、Ｘ１…領域、Ｘ２…領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリポード型等速ジョイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トリポード部材のトリポード軸部に、インナーローラ及びアウターローラからなるローラ部材を外嵌したトリポード型等速ジョイントとして、例えば特許文献１に記載のものが知られている。このトリポード型等速ジョイントでは、トリポード軸部のトルク伝達部を球状に形成することにより、トリポード軸部に対してローラ部材が揺動可能かつ軸方向に摺動可能となっている。トリポード軸部に対してローラ部材が揺動かつ摺動することで、入力軸及び出力軸の回転軸がなす角（ジョイント角）が大きくなった場合でも、アウターレースの案内溝の延伸方向とアウターローラの転動方向とが一致する。これにより、アウターローラがインナーローラに対して滑らかに回転するので、トルク伝達時の振動が抑制されている。
【０００３】
また、本発明者は、特許文献１に記載のトリポード型等速ジョイントをさらに改良したものとして、特許文献２に記載のものを提案している。このトリポード型等速ジョイントでは、トリポード軸部の軸直交断面形状を、トルク伝達領域の根元側がほぼ円形で、先端側に行くに従って小さく且つ楕円形状になるよう、連続的に変化する形状としている。このような形状を採用することにより、トリポード型等速ジョイントの強度を高くし、あるいは小型化することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−１１７１０８号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のものでは、トリポード軸部のトルク伝達部が、インナーローラの円筒状内周面の直径よりも僅かに小さい直径を有する球状であるため、トリポード軸部とインナーローラとの接触部分がトリポード軸部の周方向に延びる線接触となる（特許文献１の第４ページ右欄第１行目から第７行目参照）。このため、トリポード軸部に対してローラ部材がピッチング（トリポード部材の回転軸の方向から見た場合の左右方向を軸として揺動する動き）する際の摩擦抵抗が大きくなり、この結果、入力軸及び出力軸がジョイント角をとった場合に振動が発生するおそれがある。
【０００６】
ここで、特許文献２に記載のものによれば、トリポード軸部の軸直交断面を楕円形としたので、トリポード軸部とインナーローラとの接触部分のトリポード軸部の周方向長さが特許文献１に記載のものよりも短くなり、ローラ部材が揺動する際の摩擦抵抗が小さくなる。またさらに、トリポード軸部の中心軸に沿った縦断面におけるトルク伝達部の曲率が特許文献１に記載のものよりも小さくなるので、トルク伝達時の荷重を分散することができる。
【０００７】
この反面、特にトリポード軸部の先端部では、トリポード軸部の中心軸に直交する横断面の楕円度（短軸半径／長軸半径）が小さくなるので、トルク伝達時におけるトリポード軸部のインナーローラとの接触領域の周方向幅が狭くなる。この結果、ジョイント角が大きい場合には、トルク伝達時の荷重が狭い範囲に集中してしまい、強度の確保ひいては小型化に限界が生じていた。
【０００８】
従って、本発明の目的は、小型化が可能で且つ振動を抑制できるトリポード型等速ジョイントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
トリポード軸部のインナーローラとの接触面積を拡大するためには、トリポード軸部の横断面の楕円度を大きくし、根元部における軸直交断面形状からの変化率を小さくすることが考えられる。しかし、本発明者が検討を行った結果、このような形状を採用した場合には、ジョイント角がある値以上に大きくなると、トリポード軸部の回転方向の両側面のうちインナーローラとの間でトルクを伝達しないトルク非伝達側でもインナーローラとの接触が発生してしまうことが判明した。このようにトリポード軸部とインナーローラとが２箇所で接触すると、トリポード軸部に対してローラ部材が揺動する際の抵抗力が大きくなり、ローラ部材をアウターレースの案内溝に沿った方向に適切に案内することができない。この結果、あるジョイント角以上でトルクを伝達しながら回転する際に振動が発生するおそれがある。
【００１０】
この問題を解決するため、トリポード軸部の横断面における楕円度を小さくしてトルク非伝達側での接触を回避することも考えられるが、この場合にはトルク伝達時における面圧が高くなってしまう。また、トリポード軸部の外周面とインナーリングの内周面との間隔を拡げることでトルク非伝達側での接触を回避した場合には、トルク伝達方向が反転した場合のガタが大きくなってしまう。
【００１１】
そこで本発明者はさらに検討を重ね、トリポード軸部のトルク非伝達側での接触部が、等速ジョイントが逆方向に回転した場合におけるトルク伝達領域の周方向にずれていることに着目し、この部位における接触を回避すれば上記の問題を解決することができるという知見を得、本発明をなすに至ったのである。
【００１２】
そこで、本発明では、以下のようにトリポード型等速ジョイントを構成する。すなわち、トリポード軸部の形状を先端部から根元部にかけて太くなる形状とするとともに、トリポード軸部の中心軸に直交する横断面では、インナーローラと当接してトルクを伝達するトルク伝達領域の周方向側にトルク伝達領域の外周面の延長線よりも内側に退避した逃げ部を形成することとした。
【００１３】
つまり、本発明のトリポード型等速ジョイントでは、トリポード軸部の根元部から先端部に向かって横断面の面積が小さくなる点では特許文献２に記載のものと同様ではあるが、インナーローラと接触してトルクを伝達する部分の周方向にずれた位置に逃げ部を形成することで、トルク非伝達側におけるインナーローラとの接触を回避し、若しくは接触するとしてもその接触部における押し付け力を低減して、トリポード軸部に対してローラ部材が揺動する際の抵抗力を小さくすることができる。
【００１４】
また、この逃げ部は、横断面におけるトルク伝達領域の周方向に隣接して形成するとよい。このように逃げ部を形成することで、トルク非伝達側におけるインナーローラとの接触をより確実に回避することができる。
【００１５】
またさらに、トリポード軸部の横断面におけるトルク伝達領域の外周面の曲率は、この横断面におけるトリポード部材の回転軸方向の両端を短軸端とし、回転軸方向に直交する方向の両端を長軸端とする楕円の円弧の曲率よりも小さくするとよい。このような構成を採用することで、トルク伝達時におけるトリポード軸部とインナーローラとの接触面積をより大きくし、荷重を分散することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トルク伝達時におけるトリポード型等速ジョイントの回転時の振動を抑制しつつ、小型化をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントの全体を説明するために示す一部断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントの全体を説明するために示す一部断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントのトリポード部材及びローラ部材の形状を示す断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントのトリポード部材の形状を示す説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントのトリポード部材の断面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントのトリポード部材の斜視図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントのトリポード部材の製造方法を示す説明図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントの動作状態を示す説明図。
【図９】トリポード型等速ジョイントの比較例の形状を示す説明図。図９（ａ）はトリポード部材の回転軸方向から見た形状を、図９（ｂ）はトリポード軸の軸方向から見た形状をそれぞれ示す。
【図１０】比較例の動作状態を示す説明図。
【図１１】比較例の動作状態を示す説明図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態を説明するために示すインボリュート曲線の図。
【図１３】本発明の第２の実施の形態のトリポード部材の形状を示す説明図。
【図１４】本発明のトリポード部材の形状の変形例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[第１の実施の形態]
本発明の実施の形態につき、全体構成を図１及び図２を用いて説明する。図１はトリポード型等速ジョイントを回転軸Ｏ方向から見た状態を示す。図１では、説明のため、３個のローラ部材３のうちの１つをローラ部材３の中心軸に沿った断面で切断して示している。図２はトリポード型等速ジョイントの一部を回転軸Ｏに沿った断面で切断した状態を示す。
【００１９】
〔トリポード型等速ジョイントの全体構成〕
図１及び図２に示すトリポード型等速ジョイントは、例えば車両のディファレンシャル装置の車輪側に配置され、駆動源のトルクを正回転方向及び逆回転方向に伝達する第１の駆動軸及び第２の駆動軸を揺動可能かつ軸方向摺動可能に連結するために用いられる。このトリポード型等速ジョイントは、第１の駆動力伝達部材（図略）と一体回転するように連結されたアウターレース１と、第２の駆動力伝達部材（図略）と一体回転するように連結されたトリポード部材２と、アウターレース１及びトリポード部材２の間に介在するローラ部材３とから大略構成されている。なお、図１及び図２は、第１及び第２の駆動軸の回転軸がなす角（ジョイント角）がゼロの状態を示しており、アウターレース１の回転軸Ｏとトリポード部材２の回転軸Ｏ’は一致している。
【００２０】
（アウターレース１の構成）
アウターレース１は、全体として有底円筒状を呈し、内側に空間が形成された円筒部１０と、円筒部１０の一端を閉塞する底部１１と、底部１１の円筒部１０とは反対側に立設された軸部１２とからなる。軸部１２には、第１の駆動力伝達部材（図略）がスプライン嵌合等の周知の手段により一体回転するように連結される。
【００２１】
円筒部１０の内周面には、各ローラ部材３（後述）に対応して、アウターレース１の回転軸Ｏに平行な方向に延設された案内溝１０ａが形成されている。案内溝１０ａは、図１において、アウターレース１の回転軸Ｏに対してアウターローラ３３が反時計方向に相対回転した場合にアウターローラ３３の外周面が当接する第１案内溝１０ａ１と、アウターローラ３３が時計方向に相対回転した場合にアウターローラ３３の外周面が当接する第２案内溝１０ａ２とからなる。
【００２２】
（ローラ部材３の構成）
ローラ部材３は、アウターレース１の第１案内溝１０ａ１と第２案内溝１０ａ２との間に収容された円環状のアウターローラ３３と、アウターローラ３３の内側に同軸配置され、内周面が円筒状であるインナーローラ３０と、アウターローラ３３とインナーローラ３０との間に配置された複数の転動体３２とを備えている。本実施形態では、転動体３２として針状ころが採用されている。アウターローラ３３の内周面には２箇所の係止溝が形成され、この溝にスナップリング３１，３１がそれぞれ嵌め込まれている。インナーローラ３０及び転動体３２は、その軸線方向移動がスナップリング３１，３１によって規制され、アウターローラ３３から離脱しないように組みつけられている。この構成により、インナーローラ３０とアウターローラ３３は転動体３２を介して同軸上で相対回転可能である。
【００２３】
（トリポード部材２の構成）
トリポード部材２は、シャフト状の第２の駆動力伝達部材（図略）が内面にスプライン嵌合される円環状のボス部２１と、ボス部２１の外周側に放射状に形成された３つのトリポード軸部２０とからなる。ボス部２１に設けられた貫通穴の内面には、スプライン部２１ａが形成されている。トリポード部材２は、アウターレース１の円筒部１０の内側に配置され、各トリポード軸部２０には、それぞれローラ部材３が外嵌されている。
【００２４】
<トリポード軸部２０の形状>
図３は、図１のＡ−Ａ断面におけるトリポード型等速ジョイントの断面図である。この断面図は、トリポード軸部２０の中心軸Ｏ１に直交する平面における横断面にあたる。図３において、第１案内溝１０ａ１に対向する側においてインナーローラ３０と接触し、トルクを伝達するトルク伝達領域が第１トルク伝達部２０ｂ１である。同じく、第２案内溝１０ａ２に対向する側においてインナーローラ３０と接触し、トルクを伝達するトルク伝達領域が第２トルク伝達部２０ｂ２である。図３に示すように、トリポード軸部２０の横断面では、第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の周方向両側に合わせて４箇所の逃げ部２０ａが形成されており、全体としては、曲面からなる八角形状を呈している。
【００２５】
各逃げ部２０ａは、トリポード軸部２０の内側に向かって窪んだ円弧で形成されている。逃げ部２０ａ同士を図３の左右方向に連結するトリポード軸部２０の外周面は、インナーローラ３０の内周面との間に隙間が形成された楕円の一部として形成されている。この隙間は、第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２とインナーローラ３０の内周面との各隙間よりも大きく、図２に二点鎖線で示すように、トリポード部材２がアウターレース１の回転軸線に対して最大ジョイント角まで傾動しても、インナーローラ３０の内周面に接触しないように形成されている。なお、最大ジョイント角とは、トリポード型等速ジョイントが車両等に組み込まれた実際の使用状態において、アウターレース１の回転軸Ｏとトリポード部材２の回転軸Ｏ’とがなす角度の最大値である。
【００２６】
図３に示す横断面における第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の外周面は、長軸がトリポード部材２の回転軸に垂直な方向（同図における左右方向。以下これを「トルク伝達方向」という。）の幅で、短軸がトリポード部材２の回転軸Ｏ’に平行な方向（同図における上下方向。）である楕円の円弧の一部として形成されている。この楕円の短軸の長さは、図３に示す横断面の上下方向の幅よりも長く設定されている。この形状を図４でより詳しく説明する。
【００２７】
図４は、図３におけるトリポード軸部２０の横断面に、トリポード軸部２０のトルク伝達方向の両端部（Ｐ１，Ｐ２）、及びトリポード部材２の回転軸Ｏ’に平行な方向の両端部（Ｐ３，Ｐ４）を通過する楕円を破線で示すとともに、トルク伝達部２０ｂ１及びトルク伝達部２０ｂ２の曲線の延長線を一点鎖線で示す図である。
【００２８】
この図に示すように、第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の横断面形状は、Ｐ１〜Ｐ４を通過する楕円のＰ１，Ｐ２部付近の曲率よりも小さな曲率を有している。また、逃げ部２０ａは、第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の曲線の延長線として示した一点鎖線よりもトリポード軸部２０の内側に逃げている。
【００２９】
図３及び図４において、２つの逃げ部２０ａに挟まれた第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の外周面は、その周方向の全範囲がトルク伝達時にインナーローラ３０の内周面と接触してトルクを伝達する領域である。つまり、図３及び図４に示す第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２は、その周方向の各部位において、ジョイント角及び荷重に応じてインナーローラ３０との接触が発生し得る。すなわち、逃げ部２０ａは、インナーローラ３０との間でトルクを伝達するトリポード軸部２０のトルク伝達領域の周方向に隣接して配置されている。
【００３０】
図５は、トリポード部材２を図２のＢ−Ｂ断面で切断した断面図である。この断面図は、トリポード軸部２０の中心軸Ｏ１を含み、トルク伝達方向に沿った平面における縦断面にあたる。図５において、トリポード軸部２０の先端側の領域Ｘ１は、先端部から根元部に向かってトルク伝達方向の幅が広がる突曲面で形成されている。領域Ｘ１の根元側にあたる領域Ｘ２の縦断面における外周面の形状は、トリポード軸部２０の中心軸Ｏ１に平行な直線である。領域Ｘ１と領域Ｘ２を合わせたトルク伝達領域が同断面図における第１トルク伝達部２０ｂ１である。なお、第２トルク伝達部２０ｂ２の側においても、第１トルク伝達部２０ｂ１と軸対称にその形状が形成されている。また、縦断面における領域Ｘ１の外周面の曲率半径は、インナーローラ３０の内周面の半径よりも大きく形成されている。
【００３１】
図６は、トリポード部材２のトリポード軸部２０の１つを斜め方向から見た斜視図である。この図に示すように、逃げ部２０ａは、インナーローラ３０と当接してトルクを伝達する第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２と、トリポード部材２の回転軸方向の両側でインナーローラ３０に接触しない非接触部との間に形成された軸方向の溝状に形成されている。
【００３２】
ここで、トリポード部材２の製造方法について説明する。トリポード部材２を形成する工程は、鍛造工程と研削工程からなる。鍛造工程は、素材を鍛造し、ボス部２１の外側に３つのトリポード軸部２０が立設された形状に加工する工程である。この工程で用いる鍛造金型には、逃げ部２０ａに対応する突部が形成されており、鍛造工程の完了時にはトリポード軸部２０に逃げ部２０ａが形成されている。
【００３３】
研削工程は、トリポード軸部２０の第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２をそれぞれ研削し、これらの表面を高精度に加工する工程である。以下にこの研削工程を詳細に説明する。
【００３４】
図７は、研削工程におけるトリポード部材２及び砥石４０を示す図である。研削工程で用いる砥石４０の外周面は、図７に示すように、トリポード軸部２０の縦断面における第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂの仕上がり形状に対応する形状を有している。この砥石４０を回転軸４１を中心に回転させながらトリポード軸部２０の外周面に押し当て、トリポード軸部２０の周りを周回させることにより、第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の研削加工がなされる。この研削加工では、逃げ部２０ａの表面は研削されない。逃げ部２０ａはインナーローラ３０に接触しないので、高精度な加工が不要だからである。
【００３５】
このように研削加工されたトリポード軸部２０は、トリポード軸部２０の中心軸Ｏ１に平行で、かつ第１トルク伝達部２０ｂ１又は第２トルク伝達部２０ｂ２の任意の箇所における法線を含む平面によるトリポード軸部２０の断面では、いずれの箇所においても、トルク伝達部２０ｂ１及びトルク伝達部２０ｂ２の外周面の曲線が図５に示したものと同様の曲線を描くこととなる。
【００３６】
図８は、トリポード軸部２０にローラ部材３を外嵌してアウターレース１に組み込み、所定のジョイント角で回転しながらトルクを伝達する動作状態を、トリポード軸部２０の中心軸方向からアウターレース１の一部を透視して示したものである。この図に示すように、逃げ部２０ａが設けられていることにより、トリポード軸部２０のトルク伝達方向両側におけるトルク伝達部のうちトルク非伝達側では、最大ジョイント角以下のあらゆるジョイント角においてトリポード軸部２０とインナーローラ３０とが接触しないようになっている。
【００３７】
次に、本発明で逃げ部２０ａを設けたことによる作用効果を比較例と対比して説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、比較例として示すトリポード型等速ジョイントのトリポード部材１００を示す図である。
【００３８】
図９（ａ）に示すように、トリポード部材１００のトリポード軸部１０１は、その回転軸方向から見た場合に、本発明の実施の形態に係るトリポード部材２と共通する縦断面形状を有している。トリポード軸部１０１はボス部１０２に立設されている。トリポード軸部１０１の外周面の形成方法は、トリポード軸部１０１のトルク伝達部の縦断面形状に対応する曲面を有する砥石１３０を、その回転軸１３１を中心に回転させながら、楕円軌道でトリポード軸部１０１の周りを周回させるというものである。図９（ｂ）は、このようにして研削加工されたトリポード部材１００を、トリポード軸部１０１の中心軸方向から見た状態を示す図である。
【００３９】
図１０は、比較例としてのトリポード型等速ジョイントの動作状態を、図８に示したものと同様に、トリポード軸部１０１の中心軸方向からアウターレースの一部を透視して示したものである。この図において、上記説明した本発明の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントと同一の形状及び構造を有する部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
図１０に示すように、この動作状態では、トリポード軸部１０１が同図のＡ部にてインナーローラ３０と当接して回転トルクを伝達している他、Ｂ部においてもトリポード軸部１０１がインナーローラ３０と接している。Ｂ部は、トルク伝達に寄与しないトルク非伝達側であるが、トリポード軸部１０１が根元側に向かって太くなる形状を備えているため、ローラ部材３が揺動することにより、Ａ部よりもトリポード軸部１０１の根元側に近い部位にて、インナーローラ３０との接触が生じたものである。
【００４１】
図１１は、図１０に示した状態におけるトリポード軸部１０１とローラ部材３を、トリポード部材１００の回転軸方向から見た状態を示す図である。この図に示すように、トリポード軸部１０１に対してローラ部材３が揺動することにより、Ａ部及びＢ部の２点で両部材が接触している。トリポード軸部１０１とローラ部材３が２点で接触することにより、トリポード軸部１０１に対してローラ部材３が揺動する際の抵抗が１点接触の場合よりも大きくなる。このため、ローラ部材３の案内溝１０ａ内での姿勢が適切ではなくなり、トルク伝達時における振動が発生しやすくなる。
【００４２】
この点、本発明の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントでは、トリポード部材２のトリポード軸部２０と、ローラ部材３のインナーローラ３０との２点接触が回避されており、上記比較例のものに比べて振動の発生が抑制される。
【００４３】
[第１の実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
【００４４】
（１）トリポード軸部２０のトルク非伝達側ではトリポード軸部２０とインナーローラ３０とが接触しないので、トルク伝達時におけるトリポード軸部２０とインナーローラ３０との２点接触が回避される。これにより、ローラ部材３がアウターレース１の案内溝１０ａに沿った姿勢に傾動しやすくなり、振動が抑制される。
【００４５】
（２）第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２のそれぞれ両側には逃げ部２０ａが設けられ、逃げ部２０ａは第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の曲線の延長線よりも内側に位置している。これにより、トルク伝達部の横断面における曲率を小さくしても、トルク非伝達側におけるトリポード軸部２０とインナーローラ３０との接触を回避できる。従って、例えばトリポード軸部全体を細長い楕円形状とすることでトルク非伝達側における接触を回避した場合に比べ、トリポード軸部２０とインナーローラ３０とがより広い面積で接触するので、耐久性を確保することができる。
【００４６】
（３）第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の横断面形状は、図４におけるＰ１〜Ｐ４を通過する楕円のＰ１，Ｐ２部付近の曲率半径よりも大きな曲率半径を有しているので、トルク伝達時の荷重を分散でき、耐久性を高めることができる。
【００４７】
（４）トリポード軸部２０のトルク伝達部２０ｂ１及びトルク伝達部２０ｂ２は、トルク伝達部の曲線に対応する曲面を有する砥石による研削により研削できるので、加工装置の構造が簡略化でき、加工時間も短縮することができる。
【００４８】
（５）逃げ部２０ａは鍛造段階で形成されるので、逃げ部２０ａを形成するための特別な工程が不要であり、加工時間を短縮できる。
【００４９】
（６）トリポード軸部２０は根元側で最も太く、先端部に向かって細くなるので、鍛造が容易であり、鍛造金型の寿命も長くなる。つまり、特許文献１に記載されたトリポード型等速ジョイントのようにトリポード軸部を球状とした場合には、鍛造用金型の中で外側に膨らむように素材を流動させる必要があり、そのために大きな荷重が必要となるが、本実施の形態におけるトリポード部材２の加工では、比較的小さな荷重で鍛造を行うことができる。
【００５０】
（７）逃げ部２０ａは内側に窪んだ形状であるのでグリス溜まりとしても機能し、トルク伝達部にグリスが供給されやすくなるので、潤滑性が向上し、トリポード軸部２０に対するローラ部材３の揺動がより滑らかになる。
【００５１】
（８）トリポード軸部２０の第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の縦断面における外周面の形状は、先端側が根元側に向かってトルク伝達方向の幅が広がる突曲線で形成され、この突曲線の根元側に連続して、中心軸に平行な直線部が形成されている。これにより、ローラ部材３がトリポード軸部２０に圧入されてしまうことがない。つまり、仮に突曲線に連続する部分を根元側に向かって広がる形状とした場合には、組み付けの過程においてトリポード軸部２０にローラ部材３が嵌り込んでしまい、組み付けの妨げとなるおそれがあるが、本実施の形態では上記のように中心軸に平行な直線部にて根元側を形成したので、このようなおそれがない。
【００５２】
[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２の実施の形態に係るトリポード型等速ジョイントにつき、図１２及び図１３を用いて説明する。第２の実施の形態は、トリポード軸部２０の横断面形状が第１の実施の形態とは異なり、トリポード軸部２０の外周面が、逃げ部２０ａ及びトリポード部材２の回転軸方向の端部を除き、インボリュート曲線で形成されている。
【００５３】
図１２は、ｘ＝ａ（ｃｏｓθ＋θｓｉｎθ），ｙ＝ａ（ｓｉｎθ−θｃｏｓθ）で表されるインボリュート曲線を示している。このインボリュート曲線におけるＲ１からＲ２に向かう部分を用いてトリポード軸部２０の横断面における外周面が形成されている。
【００５４】
図１３は、図１２に示したインボリュート曲線の線分の始点（Ｒ１）及び終点（Ｒ２）とトリポード軸部２０の横断面における外周面との対応を示す図である。この図に示すように、インボリュート曲線の線分の始点が横断面のトルク伝達方向の両端部に位置し、且つこの始点における接線がトリポード部材２の回転軸に平行になるように配置されたインボリュート曲線によってトリポード軸部２０の外周面が規定されている。トリポード部材２の回転軸方向の端部では、トルク伝達方向に平行な線分によって線対称に配置されたインボリュート曲線同士が連結されている。
【００５５】
この第２の実施の形態によれば、トリポード軸部２０の横断面におけるトルク伝達領域２０ｂ１，２０ｂ２の外周面の形状が、トリポード軸２の回転軸に直交する方向の端部から周方向に向かうにつれて曲率が小さくなるインボリュート曲線で形成されるので、トルク伝達領域の曲率が横断面におけるトルク伝達方向の幅を直径とする円の曲率に近づく。このため、トルク伝達時にインナーローラ３０の内周面と広い面積で当接し、荷重を分散させることができる。
【００５６】
以上、本発明のトリポード型等速ジョイントを実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
【００５７】
（１）上記実施の形態では、逃げ部２０ａの形状を、ジョイント角が０度から最大ジョイント角までの範囲において、トリポード軸部２０のトルク非伝達側でインナーローラ３０に全く接触しない形状とした。しかし、トルク伝達領域の横断面における外周部の延長線よりも逃げ部２０ａが内側に退避していれば、トルク非伝達側でトリポード軸部２０とインナーローラ３０との接触が発生したとしても、その接触部での荷重が抑えられるので、ローラ部材３がトリポード軸部２０に対して揺動しやすくなるという効果がある。従って、必ずしもトルク非伝達側で接触してはならないわけではなく、僅かに接触してもよい。
【００５８】
（２）上記実施の形態では、逃げ部２０ａをインナーローラ３０との間でトルクを伝達するトリポード軸部２０のトルク伝達領域の周方向に隣接して配置したが、これに限らず、トリポード軸部２０のトルク伝達領域との間に間隔を置いた周方向に配置してもよい。
【００５９】
（３）上記実施の形態では、逃げ部２０ａをトリポード軸２０のトルク伝達領域の軸方向の全体に形成したが、これに限らず、軸方向の一部のみに形成してもよい。例えば、図５における円柱状の領域Ｘ２のみに逃げ部２０ａを形成してもよい。
【００６０】
（４）上記実施の形態では、逃げ部２０ａの形状を内側に窪んだ形状としたが、これに限らず、直線状または外側に膨らむ形状としてもよい。また、逃げ部２０ａは４箇所になくとも、例えばトリポード部材２の回転軸方向の一方のみに設けてもよい。具体的な変形例として図１４（ａ）から図１４（ｃ）に示すように、逃げ部２０ａの形状は種々変更可能である。
【００６１】
（５）上記実施の形態ではトリポード軸部２０の外周面を研削加工することとしたが、これに限らず、切削等により加工してもよい。
【００６２】
（６）上記実施の形態では、トリポード軸部２０の横断面におけるトルク伝達領域の外周面の曲率を、同横断面の回転軸方向及び回転軸に直交する方向の端部を通る楕円の曲率よりも小さくすることとしたが、これに限らず、例えばこの楕円と同一の曲率で形成してもよい。
【００６３】
（７）上記実施の形態では、トリポード軸部２０の第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の縦断面における外周面の形状を、先端側が根元側に向かってトルク伝達方向の幅が広がる突曲線で形成され、この突曲線の根元側に連続して中心軸に平行な直線部が形成された形状としたが、必ずしもこれに限らない。トルク伝達部の形状を先端側から根元側に向かって連続的に広がる形状としても、ローラ部材をアウターレースに組み込んだ状態では、ローラ部材がトリポード軸部に圧入されることはないので、本発明の効果を奏することが可能である。
【００６４】
（８）上記実施の形態では、トリポード軸部２０の中心軸方向に沿った縦断面における第１トルク伝達部２０ｂ１及び第２トルク伝達部２０ｂ２の外周面の形状が、トリポード軸部２０の周方向において一様であることとしたが、これに限らず、トリポード軸部２０の周方向に離間した２箇所における縦断面の形状が異なってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…アウターレース、１０…円筒部、１０ａ…案内溝、１０ａ１…案内溝、１０ａ２…案内溝、１１…底部、１２…軸部、２…トリポード部材、２０…トリポード軸部、２０ｂ…トルク伝達部、２０ｂ１…第１トルク伝達部、２０ｂ２…第２トルク伝達部、３…ローラ部材、３０…インナーローラ、３１…スナップリング、３２…転動体、３３…アウターローラ、２０…トリポード軸部、２０ｂ…トルク伝達部、２０ｂ１…第１トルク伝達部、２０ｂ２…第２トルク伝達部、２１…ボス部、４０…砥石、４１…回転軸、１００…トリポード部材、１０１…トリポード軸部、１３０…砥石、Ｏ…回転軸、Ｏ１…中心軸、Ｘ１…領域、Ｘ２…領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に直交する方向に伸びる３本のトリポード軸部を有するトリポード部材と、
前記トリポード軸部に揺動可能に外嵌された円環状のインナーローラ、及び前記インナーローラに対して同軸上で相対回転可能なアウターローラを有するローラ部材と、
前記トリポード部材及び前記ローラ部材を収容する円筒部を有し、前記円筒部の内面に前記アウターローラを軸方向に案内する案内溝が形成されたアウターレースと、
を備え、前記トリポード部材と前記アウターレースとの間で前記ローラ部材を介してトルクの伝達を行いながら双方向に回転するトリポード型等速ジョイントであって、
前記トリポード軸部は、先端部から根元部にかけて太くなる形状であり、その中心軸に直交する横断面では、前記インナーローラと当接してトルクを伝達するトルク伝達領域の周方向側に同トルク伝達領域の外周面の延長線よりも内側に退避した逃げ部が形成さ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。
【請求項２】
前記逃げ部は、前記横断面における前記トルク伝達領域の周方向に隣接して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項３】
前記トリポード部材の回転軸に対する前記トリポード軸部の周方向両側のうち、トルク伝達に寄与しないトルク非伝達側では、最大ジョイント角以下の領域で、前記トリポード軸部と前記インナーローラとが接触しないように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項４】
前記横断面における前記トルク伝達領域の外周面の曲率は、同横断面における前記トリポード部材の回転軸方向の両端を短軸端とし、同回転軸方向に直交する方向の両端を長軸端とする楕円の円弧の曲率よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項５】
前記横断面における前記トルク伝達領域の外周面の形状は、前記トリポード部材の回転軸に直交する方向の端部から周方向に向かうにつれて曲率が小さくなるインボリュート曲線で形成されていることを特徴とする請求項４に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項６】
前記トリポード軸部の中心軸方向に沿った縦断面における前記トルク伝達領域の外周面の形状は、前記トリポード軸部の周方向において一様であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項７】
前記逃げ部は、前記トリポード軸部の内側に向かって窪んだ形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項１】
回転軸に直交する方向に伸びる３本のトリポード軸部を有するトリポード部材と、
前記トリポード軸部に揺動可能に外嵌された円環状のインナーローラ、及び前記インナーローラに対して同軸上で相対回転可能なアウターローラを有するローラ部材と、
前記トリポード部材及び前記ローラ部材を収容する円筒部を有し、前記円筒部の内面に前記アウターローラを軸方向に案内する案内溝が形成されたアウターレースと、
を備え、前記トリポード部材と前記アウターレースとの間で前記ローラ部材を介してトルクの伝達を行いながら双方向に回転するトリポード型等速ジョイントであって、
前記トリポード軸部は、先端部から根元部にかけて太くなる形状であり、その中心軸に直交する横断面では、前記インナーローラと当接してトルクを伝達するトルク伝達領域の周方向側に同トルク伝達領域の外周面の延長線よりも内側に退避した逃げ部が形成さ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。
【請求項２】
前記逃げ部は、前記横断面における前記トルク伝達領域の周方向に隣接して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項３】
前記トリポード部材の回転軸に対する前記トリポード軸部の周方向両側のうち、トルク伝達に寄与しないトルク非伝達側では、最大ジョイント角以下の領域で、前記トリポード軸部と前記インナーローラとが接触しないように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項４】
前記横断面における前記トルク伝達領域の外周面の曲率は、同横断面における前記トリポード部材の回転軸方向の両端を短軸端とし、同回転軸方向に直交する方向の両端を長軸端とする楕円の円弧の曲率よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項５】
前記横断面における前記トルク伝達領域の外周面の形状は、前記トリポード部材の回転軸に直交する方向の端部から周方向に向かうにつれて曲率が小さくなるインボリュート曲線で形成されていることを特徴とする請求項４に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項６】
前記トリポード軸部の中心軸方向に沿った縦断面における前記トルク伝達領域の外周面の形状は、前記トリポード軸部の周方向において一様であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトリポード型等速ジョイント。
【請求項７】
前記逃げ部は、前記トリポード軸部の内側に向かって窪んだ形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のトリポード型等速ジョイント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２５５８０１（Ｐ２０１０−２５５８０１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０９０１４（Ｐ２００９−１０９０１４）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
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