トリポード型等速自在継手
【課題】 旋削加工や専用設備を不要とし、簡易な手段により確実な抜け止めを実現容易にすると共に加工工程の簡素化およびコスト低減を図る。
【解決手段】 一端に開口部１１を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝１２が形成されると共に各トラック溝１２の内側壁に互いに対向するローラ案内面１４が形成された外側継手部材１０と、径方向に突出した三本の脚軸２２を有するトリポード部材２０と、トリポード部材２０の脚軸２２に回転自在に支持されると共に外側継手部材１０のトラック溝１２に転動自在に挿入されてローラ案内面１４に沿って案内されるローラユニット３０とを備え、ローラユニット３０およびトリポード部材２０を含む内部部品が外側継手部材１０に軸方向摺動自在に収容されたトリポード型等速自在継手であって、外側継手部材１０の開口部１１の内周面でトラック溝１２の両側のローラ案内面１４に、内部部品のローラユニット３０が係止する凸部１５を外側継手部材１０の鍛造による同時成形で設ける。
【解決手段】 一端に開口部１１を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝１２が形成されると共に各トラック溝１２の内側壁に互いに対向するローラ案内面１４が形成された外側継手部材１０と、径方向に突出した三本の脚軸２２を有するトリポード部材２０と、トリポード部材２０の脚軸２２に回転自在に支持されると共に外側継手部材１０のトラック溝１２に転動自在に挿入されてローラ案内面１４に沿って案内されるローラユニット３０とを備え、ローラユニット３０およびトリポード部材２０を含む内部部品が外側継手部材１０に軸方向摺動自在に収容されたトリポード型等速自在継手であって、外側継手部材１０の開口部１１の内周面でトラック溝１２の両側のローラ案内面１４に、内部部品のローラユニット３０が係止する凸部１５を外側継手部材１０の鍛造による同時成形で設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機、船舶や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えば４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれて駆動側と従動側の二軸間で軸方向変位および角度変位を許容する摺動式等速自在継手の一種であるトリポード型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達するドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれる等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。
【０００３】
自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、一般的にエンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をシャフトで連結した構造を具備する。
【０００４】
このドライブシャフトに組み付けられる摺動式等速自在継手の一つにトリポード型等速自在継手がある。このトリポード型等速自在継手は、一端に開口部を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成されると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面が形成された外側継手部材と、径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、そのトリポード部材の脚軸に回転自在に支持されると共に外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されてローラ案内面に沿って案内されるローラとで主要部が構成され、ローラおよびトリポード部材を含む内部部品が外側継手部材に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。
【０００５】
この種のトリポード型等速自在継手を自動車に組み付けるに際しては、このトリポード型等速自在継手をエンジン側（インボード側）に組み付けた後、固定式等速自在継手を駆動車輪側（アウトボード側）に組み付けるのが一般的である。その駆動車輪側では、固定式等速自在継手にハブベアリングを組み付け、ナックルにより車体の懸架装置に組み付けるが、固定式等速自在継手にハブベアリングを組み付けた時点では、ハブベアリングおよびナックルを車体の懸架装置に組み付けていないため、前述のトリポード型等速自在継手には、固定式等速自在継手、ハブベアリングおよびナックルの総荷重（例えば、０．３ｋＮ以上）がかかる場合がある。このような荷重がトリポード型等速自在継手にかかると、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーが生じることがある。そこで、従来では、このスライドオーバーを防止するため、以下のような抜け止め機構が採用されている。
【０００６】
抜け止め機構の一つとしては、外側継手部材の開口部内周面に環状凹溝を設け、その環状凹溝にサークリップを嵌着した構造がある（例えば、特許文献１参照）。このような構造とすることにより、内部部品の軸方向変位時、ローラがサークリップと干渉することでローラの軸方向変位量を規制するようにしている。
【０００７】
また、他の抜け止め機構としては、外側継手部材のローラ案内面の開口端の上部と下部とに、互いに両外側に開く左右１対の球状凹部と、互いに閉じ側に延びる左右１対の球状凸部とを配設した構造がある（例えば、特許文献２参照）。このような構造とすることにより、内部部品の軸方向変位時、ローラが球状凸部と干渉することでローラの軸方向変位量を規制するようにしている。
【０００８】
さらに、他の抜け止め機構としては、外側継手部材の開口部端面の内側縁部を加締めにより潰すことで、外側継手部材の開口部内周面に隆起部分を形成した構造がある（例えば、特許文献３参照）。このような構造とすることにより、内部部品の軸方向変位時、ローラが隆起部分と干渉することでローラの軸方向変位量を規制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開平１０−１９４号公報
【特許文献２】実開昭５８−３００２７号公報
【特許文献３】特開平１１−３３６７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述の特許文献１で開示された従来の等速自在継手では、ローラの軸方向変位量を規制するサークリップを外側継手部材に組み付けるため、外側継手部材の開口部内周面に環状凹溝を形成しなければならず、外側継手部材の開口部内周面を旋削加工する必要があり、サークリップも必要となることから、旋削加工および部品点数の増加により製品のコストアップを招くことになる。
【００１１】
また、特許文献２に開示された従来の等速自在継手では、この等速自在継手を自動車に組み付けるに際して、回転トルクの非入力時にローラが自由に動くため、ローラが外側継手部材のローラ案内面の上部側へ移動し、球状凹部からローラが抜け出る可能性があり、抜け止め機能を確実に発揮させることが困難となる。
【００１２】
さらに、特許文献３に開示された従来の等速自在継手では、外側継手部材の開口部端面の内側縁部を加締めにより潰すため、加締め治具に対して外側継手部材を正確に位置決めしなければならず、その外側継手部材の位置決めが非常に困難であり、外側継手部材を位置決めするための専用設備を必要とする。また、隆起部分を加締めにより潰すことで形成しているため、その隆起部分の大きさ寸法にバラツキが生じ易い。
【００１３】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、旋削加工や専用設備を不要とし、簡易な手段により確実な抜け止めを実現容易にすると共に加工工程の簡素化およびコスト低減を図り得るトリポード型等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、一端に開口部を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成されると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面が形成された外側継手部材と、径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、そのトリポード部材の脚軸に回転自在に支持されると共に外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されてローラ案内面に沿って案内されるローラとを備え、そのローラおよびトリポード部材を含む内部部品が外側継手部材に軸方向摺動自在に収容されたトリポード型等速自在継手であって、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが係止する凸部を外側継手部材の鍛造による同時成形で設けたことを特徴とする。
【００１５】
なお、前述の「少なくとも片側」とは、トラック溝の内側壁に互いに対向する一対のローラ案内面のうちの片側に凸部を設ける場合、あるいは、一対のローラ案内面の両側に凸部を設ける場合の両方を含むことを意味する。
【００１６】
本発明におけるトリポード型等速自在継手では、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが係止する凸部を設けたことから、内部部品の軸方向変位時、ローラが凸部と干渉することで内部部品の軸方向変位量を規制することにより、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーを未然に防止することができる。特に、このトリポード型等速自在継手をドライブシャフトとして自動車に組み付けるに際して、固定式等速自在継手、ハブベアリングおよびナックルの総荷重がトリポード型等速自在継手にかかっても、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーを確実に防止できる点で有効である。
【００１７】
一方、凸部は、外側継手部材の鍛造により同時に成形されたものであることにより、従来のような環状凹溝形成のための旋削加工、サークリップのような別部品や、加締め治具に対して外側継手部材を位置決めするための専用設備を不要とすることができ、凸部の大きさ寸法にバラツキが生じ難く、凸部を精度よく形成することができる。また、外側継手部材の鍛造による同時成形という簡易な手段により抜け止め機能を確実に発揮させることができると共に加工工程の簡素化およびコスト低減が図れる。
【００１８】
本発明における凸部とローラとの締め代は０．２〜０．８ｍｍとすることが望ましい。このようにすれば、内部部品の軸方向変位時、ローラを凸部に確実に係止させることができると共に、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きが容易となって凸部を同時成形することが容易に実現でき、また、内部部品の外側継手部材への組み付け時に内部部品を外側継手部材に容易に圧入することができる。
【００１９】
なお、凸部とローラとの締め代が０．２ｍｍよりも小さいと、抵抗が小さくなり過ぎることから、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きが容易となって凸部を同時成形することが容易に実現でき、また、内部部品の外側継手部材への組み付け時に内部部品を外側継手部材に容易に圧入することができる反面、内部部品の軸方向変位時、ローラを凸部に確実に係止させることが困難となるために不適である。
【００２０】
逆に、凸部とローラとの締め代が０．８ｍｍよりも大きいと、抵抗が大きくなり過ぎることから、内部部品の軸方向変位時、ローラを凸部に確実に係止させることができる反面、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きが困難となって凸部を同時成形することが難しくなり、また、内部部品の外側継手部材への組み付け時に内部部品を外側継手部材に圧入することが困難となることから不適である。
【００２１】
本発明における凸部は、外側継手部材の反開口部側に、継手の軸線に対して傾斜してローラ案内面に達するテーパ面が設けられていることが望ましい。このようにすれば、テーパ面により抵抗が小さくなることから、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きがより一層容易となって凸部を同時成形することがより一層容易に実現できる点で有効である。
【００２２】
また、本発明における凸部のテーパ面は、そのテーパ角度を４５°以下とすることが望ましい。このようにすれば、内部部品の軸方向変位時、ローラと凸部との干渉を確保した上で、テーパ角度が小さいことから、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きがより一層容易となって凸部を同時成形することがより一層容易に実現できる点で有効である。なお、このテーパ角度が４５°よりも大きいと、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きが困難となって凸部を同時成形することが難しくなるために不適である。
【００２３】
本発明における凸部は、ローラ案内面の少なくともローラ接触位置に設けられていることが望ましい。このようにすれば、例えば、凸部とローラとの締め代を小さくした場合であっても、内部部品の軸方向変位時、ローラを凸部に確実に係止させることができる点で有効である。なお、「少なくともローラ接触位置」としたのは、ローラ接触位置以外の部位に凸部を設けることも可能であることを意味する。凸部をローラ案内面のローラ接触位置以外の部位に設けても、例えば、凸部とローラとの締め代を大きくすれば、内部部品の軸方向変位時、ローラを凸部に係止させることが可能である。
【００２４】
本発明における凸部は、ローラ案内面のローラ接触位置からラジアル方向両側へ１ｍｍ幅を有する領域に設けられていることが望ましい。等速自在継手の良好な作動性を確保するためには、ローラのラジアル方向の移動量を１ｍｍ以下に設定すればよい。従って、ローラ案内面のローラ接触位置からラジアル方向両側へ１ｍｍ幅を有する領域に凸部を設ければ、その領域内でローラがラジアル方向に移動したとしても、ローラを凸部に確実に係止させることができる点で有効である。
【００２５】
本発明におけるローラがローラ案内面と接触する形態としては、アンギュラ接触あるいはサーキュラ接触のいずれであってもよい。アンギュラ接触の場合には、ローラ案内面のラジアル方向二箇所に位置するローラ接触位置に凸部を形成することになる。一方、サーキュラ接触の場合には、ローラ案内面のラジアル方向一箇所に位置するローラ接触位置（外側継手部材ＰＣＤ）に凸部を形成することになる。ここで、「外側継手部材ＰＣＤ」とは、外側継手部材のトラック溝のローラ案内面に接触した状態でのローラのＰＣＤ（ピッチ円直径）を意味する。
【００２６】
本発明におけるローラは、脚軸に外嵌されたインナーローラの外周側に配置されたアウタローラであり、インナローラの内周面は凸円弧状をなし、脚軸は、縦断面において継手の軸線と直交するストレート形状をなし、横断面において継手の軸線と直交する方向でインナローラの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向でインナローラの内周面との間に隙間が形成されている構造を具備することが望ましい。
【００２７】
つまり、本発明は、ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手に適用することが有効である。なお、本発明は、ダブルローラタイプ以外のもの、例えばシングルローラタイプのトリポード型等速自在継手にも適用可能である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが係止する凸部を設けたことにより、内部部品の軸方向変位時、ローラが凸部と干渉することで内部部品の軸方向変位量を規制するので、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーを未然に防止することができる。また、凸部は、外側継手部材の鍛造により同時に成形されたものであることにより、従来のような環状凹溝形成のための旋削加工、サークリップのような別部品や、加締め治具に対して外側継手部材を位置決めするための専用設備を不要とすることができ、凸部の大きさ寸法にバラツキが生じ難く、凸部を精度よく形成することができる。また、外側継手部材の鍛造による同時成形という簡易な手段により抜け止め機能を確実に発揮させることができると共に加工工程の簡素化およびコスト低減が図れる。
【００２９】
このように、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが係止する凸部を外側継手部材の鍛造による同時成形で設けたことにより、安価で信頼性の高いトリポード型等速自在継手を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態で、継手の軸線に対する縦断面図である。
【図２】本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態で、図１のＡ矢視図である。
【図３】図１および図２の脚軸およびローラユニットを示す断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う部分拡大断面図である。
【図５】アウタローラが外側継手部材にアンギュラ接触する場合を示す要部拡大断面図である。
【図６】アウタローラが外側継手部材にアンギュラ接触する場合の凸部を示す要部拡大図である。
【図７】アウタローラが外側継手部材にサーキュラ接触する場合を示す要部拡大断面図である。
【図８】アウタローラが外側継手部材にサーキュラ接触する場合の凸部を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態では、作動時の低振動化を可能としたダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手を例示する。なお、本発明は、このダブルローラタイプ以外にシングルローラタイプ等の他のトリポード型等速自在継手にも適用可能である。
【００３２】
図１および図２はダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手の基本構成を示し、図１は継手の軸線に対する縦断面を示し、図２は図１のＡ方向から見た矢視図を示す（但し、一つのローラユニット３０のみを断面で示す）。この実施形態のトリポード型等速自在継手は、外側継手部材１０と、トリポード部材２０と、ローラユニット３０とで主要部が構成されている。
【００３３】
外側継手部材１０は、一端に開口部１１を有するカップ状をなし、その底部中央に図示しない回転軸（例えば駆動軸）が一体的に形成されている。外側継手部材１０の内周面には、軸方向に延びる三本の直線状トラック溝１２が円周方向等間隔に形成される。各トラック溝１２は、その内側両壁に互いに対向する一対のローラ案内面１４を有する。ローラ案内面１４は円弧状断面を有し、外側継手部材１０の軸線方向に直線状に延びる。外側継手部材１０の外周面は、軽量化のため、トラック溝１２間と対応する部位が減肉されて凹所１３が軸方向に形成されている。この外側継手部材１０の内部には、トリポード部材２０とローラユニット３０とを含む内部部品が収容されている。
【００３４】
ローラユニット３０は、アウタローラ３２と、このアウタローラ３２の内側に配置されて脚軸２２に外嵌されたインナローラ３４と、アウタローラ３２とインナローラ３４との間に介在されたニードルころ３６とで主要部が構成され、外側継手部材１０のトラック溝１２に収容されている。なお、インナローラ３４の内周面は凸円弧状をなす。このインナローラ３４とアウタローラ３２との間に、複数のニードルころ３６が、保持器のない、いわゆる単列総ころ状態で配設されている。インナローラ３４およびニードルころ３６は、アウタローラ３２の内周面に形成された環状凹溝にリング状のワッシャ３１，３３を嵌合させ、そのワッシャ３１，３３によりアウタローラ３２に対して抜け止めされている。
【００３５】
トリポード部材２０は、円筒状をなすボス部２１の外周面に三本の脚軸２２が円周方向等間隔（１２０°間隔）で放射状に一体形成されたものである。脚軸２２は、その先端がトラック溝１２の底面付近まで半径方向に延在している。ボス２１の軸孔に回転軸４０（例えば従動軸）の軸端がスプライン嵌合により連結され、環状のスナップリング４２によりトリポード部材２０に対して抜け止めされている。このトリポード部材２０の脚軸２２は、その軸線に対する縦断面において継手の軸線と直交するストレート形状をなし、図３に示すように、脚軸２２の軸線に対する横断面において継手の軸線と直交する方向でインナローラ３４と接触する楕円形状をなし、継手の軸線方向でインナローラ３４との間に隙間ｎが形成されている。このような形状を有する脚軸２２に対してローラユニット３０が回転自在に支持されている。
【００３６】
この等速自在継手では、トリポード部材２０の脚軸２２と外側継手部材１０のローラ案内面１４とがローラユニット３０を介して二軸の回転方向に係合することにより、駆動側から従動側へ回転トルクが等速で伝達される。また、ローラユニット３０が脚軸２２に対して回転しながらローラ案内面１４上を転動することにより、外側継手部材１０とトリポード部材２０との間の相対的な軸方向変位や角度変位が吸収される。
【００３７】
この際、継手の軸線方向で脚軸２２とインナローラ３４との間に隙間ｎが形成され、ローラ案内面１４上を転動するローラユニット３０に対して脚軸２２が傾動自在となっていることから、継手が作動角をとっても、ローラユニット３０がローラ案内面１４に対して傾くことはない。このようにして、脚軸２２の傾きに伴ってローラユニット３０とローラ案内面１４とが互いに斜交した状態となることを回避し、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図るようにしている。
【００３８】
この実施形態のトリポード型等速自在継手では、トリポード部材２０およびローラユニット３０を含む内部部品が外側継手部材１０の開口部１１から飛び出すスライドオーバーを防止するため、以下のような抜け止め機構を採用する。
【００３９】
このトリポード型等速自在継手における抜け止め機構は、図１および図２に示すように、外側継手部材１０の開口部１１の内周面でトラック溝１２の内側両壁に互いに対向する一対のローラ案内面１４に、内部部品のアウタローラ３２が係止する凸部１５を設けた構造を具備する。なお、この実施形態では、三本全てのトラック溝１２のローラ案内面１４に凸部１５を設けた場合を例示しているが、少なくともいずれか一本のトラック溝１２のローラ案内面１４に凸部１５を設けてもよく、さらに、トラック溝１２の両側に位置する一対のローラ案内面１４のうち、片側に位置するローラ案内面１４のみに凸部１５を設けるようにしてもよい。
【００４０】
ここで、外側継手部材１０は、例えば、中炭素鋼からなる素材を鍛造により概略形状に成形し、その後、旋削加工、高周波熱処理や研削加工などを経て製作される。内部部品の抜け止め機構としての凸部１５は、前述した外側継手部材１０の鍛造により同時に成形される。また、前述の凸部１５は熱処理による硬化処理は行わなくても良い。
【００４１】
このように、凸部１５を、外側継手部材１０の鍛造により同時に成形することで、従来のような環状凹溝形成のための旋削加工、サークリップのような別部品や、加締め治具に対して外側継手部材を位置決めするための専用設備を不要とすることができ、凸部１５の大きさ寸法にバラツキが生じ難く、凸部１５を精度よく形成することができる。また、外側継手部材１０の鍛造による同時成形という簡易な手段により抜け止め機能を確実に発揮させることができると共に加工工程の簡素化およびコスト低減が図れる。
【００４２】
このトリポード型等速自在継手では、外側継手部材１０の開口部１１の内周面でトラック溝１２の両側のローラ案内面１４に、内部部品のアウタローラ３２が係止する凸部１５を設けたことから、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２が凸部１５と干渉することで内部部品の軸方向変位量を規制することにより、内部部品が外側継手部材１０の開口部１１から飛び出すスライドオーバーを未然に防止することができる。例えば、このトリポード型等速自在継手をドライブシャフトとして自動車に組み付けるに際して、固定式等速自在継手、ハブベアリングおよびナックルの総荷重がトリポード型等速自在継手にかかっても、内部部品が外側継手部材１０の開口部１１から飛び出すスライドオーバーを確実に防止できる。
【００４３】
以上のように、凸部１５を外側継手部材１０の鍛造により同時成形する場合、その鍛造に使用する金型には凸部１５と対応した凹部を設ける必要がある。この外側継手部材１０の鍛造時には、金型が外側継手部材１０の内部に圧入されてその内部形状（トラック溝１２およびローラ案内面１４）を成形した後、その金型が外側継手部材１０の外部へ引き抜かれる。この金型の引き抜きの際に、金型の凹部は外側継手部材１０に対して抵抗となる。また、外側継手部材１０の鍛造後、内部部品を外側継手部材１０に組み込むに際して、外側継手部材１０の凸部１５が内部部品に対して抵抗となることから、ローラユニット３０のアウタローラ３２を外側継手部材１０のトラック溝１２に圧入することになる。
【００４４】
そこで、内部部品を外側継手部材１０に組み込んだ状態において、凸部１５とアウタローラ３２との締め代を０．２〜０．８ｍｍとする。この締め代が０．２ｍｍの場合、等速自在継手の作動角が０°での内部部品の抜け力は、１．０ｋＮとなり、締め代が０．８ｍｍの場合、等速自在継手の作動角が０°での内部部品の抜け力は、６．５ｋＮとなる。
【００４５】
このように凸部１５とアウタローラ３２との締め代を０．２〜０．８ｍｍとすることにより、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２を凸部１５に確実に係止させることができると共に、外側継手部材１０の鍛造時、金型の凹部による抵抗が小さいことから、金型の引き抜きが容易となって凸部１５を同時成形することが容易に実現できると共に金型の寿命低下も抑制でき、また、内部部品の外側継手部材１０への組み付け時、外側継手部材１０の凸部１５による抵抗が小さいことから、内部部品を外側継手部材１０に容易に圧入することができる。
【００４６】
なお、凸部１５とアウタローラ３２との締め代が０．２ｍｍよりも小さいと、外側継手部材１０の鍛造時、金型の凹部による抵抗が小さいことから、金型の引き抜きが容易となって凸部１５を同時成形することが容易に実現でき、また、内部部品の外側継手部材１０への組み付け時、外側継手部材１０の凸部１５による抵抗が小さいことから、内部部品を外側継手部材１０に容易に圧入することができる反面、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２を凸部１５に確実に係止させることが困難となるために不適である。
【００４７】
逆に、凸部１５とアウタローラ３２との締め代が０．８ｍｍよりも大きいと、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２を凸部１５に確実に係止させることができる反面、外側継手部材１０の鍛造時、金型の凹部による抵抗が大きいことから、金型の引き抜きが困難となって凸部１５を同時成形することが難しくなり、また、内部部品の外側継手部材１０への組み付け時、外側継手部材１０の凸部１５による抵抗が大きいことから、内部部品を外側継手部材１０に圧入することが困難となることから不適である。
【００４８】
ここで、凸部１５とアウタローラ３２との締め代が同じであれば、その内部部品の抜け力も同等となる。つまり、一本のトラック溝１２について、片側のローラ案内面１４に凸部１５を設けても両側のローラ案内面１４に凸部１５を設けても、凸部１５の高さの合計が同じであれば、その内部部品の抜け力も同等となる。従って、片側のローラ案内面１４に凸部１５を設けるよりも、その半分の高さの凸部１５を両側のローラ案内面１４に設けた方が、内部部品の抜け力を同等にして金型の引き抜きが容易となり、金型の寿命を向上させることができる点で、両側のローラ案内面１４に凸部１５を設ける方が有効である。
【００４９】
図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う拡大部分断面図で、ローラ案内面１４に設けられた凸部１５を示す。同図に示すように、凸部１５は、外側継手部材１０の反開口部側に、継手の軸線に対して傾斜してローラ案内面１４に達するテーパ面１６が設けられている。このように、凸部１５が外側継手部材１０の反開口部側でテーパ面１６を有することにより、金型の凹部にも対応して逆テーパ面を形成することになるため、外側継手部材１０の鍛造時、金型の凹部による抵抗がより一層小さくなることから、テーパ面１６を設けない場合よりも、金型の引き抜きが容易となって凸部１５を同時成形することが容易に実現できると共に金型の寿命低下も抑制できる。
【００５０】
この凸部１５のテーパ面１６は、そのテーパ角度θを４５°以下とする。このように、テーパ角度θを４５°以下に規制することにより、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２と凸部１５との干渉を確保した上で、テーパ角度θが小さいことから、外側継手部材１０の鍛造時、より一層、金型の凹部による抵抗が小さくなり、金型の引き抜きが容易となって凸部１５を同時成形することが容易に実現できると共に金型の寿命低下も抑制できる。なお、このテーパ角度θが４５°よりも大きいと、外側継手部材１０の鍛造時、金型の凹部による抵抗が大きくなることから、金型の引き抜きが困難となって凸部１５を同時成形することが難しくなると共に金型の寿命も低下する。
【００５１】
この実施形態では、図５に示すように、アウタローラ３２がローラ案内面１４にアンギュラ接触する場合を例示する。アンギュラ接触の場合、ローラ案内面１４のラジアル方向二箇所（ローラ接触位置Ｐ）でアウタローラ３２の外周面が接触する。なお、図５はローラ案内面１４の凸部１５（図６参照）が形成されていない部位での断面を示す。
【００５２】
このアンギュラ接触の場合、図６に示すように、凸部１５はローラ案内面１４のローラ接触位置Ｐに設けられる。このようにローラ案内面１４のローラ接触位置Ｐに凸部１５を設けることにより、例えば、凸部１５とアウタローラ３２との締め代を前述した０．２〜０．８ｍｍの範囲内で小さくした場合であっても、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２を凸部１５に確実に係止させることができる。
【００５３】
なお、ローラ接触位置Ｐ以外の部位に凸部１５を設けることも可能である。凸部１５をローラ案内面１４のローラ接触位置Ｐ以外の部位に設けても、例えば、凸部１５とアウタローラ３２との締め代を前述した０．２〜０．８ｍｍの範囲内で大きくすれば、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２を凸部１５に係止させることが可能である。
【００５４】
この実施形態では、図６に示すように、ローラ案内面１４のローラ接触位置Ｐからラジアル方向両側へ１ｍｍ幅Ｗを有する領域Ｒに凸部１５を設けている。通常、トリポード型等速自在継手の良好な作動性を確保するためには、アウタローラ３２のラジアル方向の移動量を１ｍｍ以下に設定すればよい。従って、前述したようにローラ案内面１４のローラ接触位置Ｐからラジアル方向両側へ１ｍｍ幅Ｗを有する領域Ｒに凸部１５を設けることにより、その領域内でアウタローラ３２がラジアル方向に移動したとしても、アウタローラ３２を凸部１５に確実に係止させることができる。
【００５５】
以上の実施形態では、アウタローラ３２がローラ案内面１４とアンギュラ接触する場合について説明したが、アウタローラ３２がローラ案内面１４’とサーキュラ接触する場合についても適用可能がある。
【００５６】
図７はアウタローラ３２がローラ案内面１４’にサーキュラ接触する場合を例示する。サーキュラ接触の場合には、ローラ案内面１４’のラジアル方向一箇所（ローラ接触位置Ｐ’）でアウタローラ３２の外周面が接触する。このサーキュラ接触でのローラ接触位置Ｐ’は、外側継手部材ＰＣＤ、つまり、外側継手部材１０のトラック溝１２のローラ案内面１４’に接触した状態でのアウタローラ３２のＰＣＤ（ピッチ円直径）となっている。なお、図７はローラ案内面１４’の凸部１５’（図８参照）が形成されていない部位での断面を示す。
【００５７】
このサーキュラ接触の場合も、アンギュラ接触の場合と同様、図８に示すように、凸部１５’はローラ案内面１４’のローラ接触位置Ｐ’に設けられる。なお、この場合も、ローラ接触位置Ｐ’以外の部位に凸部１５’を設けることも可能である。この実施形態では、ローラ案内面１４’のローラ接触位置Ｐ’からラジアル方向両側へ１ｍｍ幅Ｗ’を有する領域Ｒ’に凸部１５’を設けている。なお、このサーキュラ接触の場合の実施形態についても、前述のアンギュラ接触の場合の実施形態と同様の作用効果を奏するため、重複説明は省略する。
【００５８】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 外側継手部材
１１ 開口部
１２ トラック溝
１４ ローラ案内面
１５ 凸部
１６ テーパ面
２０ トリポード部材
２２ 脚軸
３２ ローラ（アウタローラ）
３４ インナローラ
θ テーパ角度
Ｐ ローラ接触位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機、船舶や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えば４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれて駆動側と従動側の二軸間で軸方向変位および角度変位を許容する摺動式等速自在継手の一種であるトリポード型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達するドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれる等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。
【０００３】
自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、一般的にエンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をシャフトで連結した構造を具備する。
【０００４】
このドライブシャフトに組み付けられる摺動式等速自在継手の一つにトリポード型等速自在継手がある。このトリポード型等速自在継手は、一端に開口部を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成されると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面が形成された外側継手部材と、径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、そのトリポード部材の脚軸に回転自在に支持されると共に外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されてローラ案内面に沿って案内されるローラとで主要部が構成され、ローラおよびトリポード部材を含む内部部品が外側継手部材に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。
【０００５】
この種のトリポード型等速自在継手を自動車に組み付けるに際しては、このトリポード型等速自在継手をエンジン側（インボード側）に組み付けた後、固定式等速自在継手を駆動車輪側（アウトボード側）に組み付けるのが一般的である。その駆動車輪側では、固定式等速自在継手にハブベアリングを組み付け、ナックルにより車体の懸架装置に組み付けるが、固定式等速自在継手にハブベアリングを組み付けた時点では、ハブベアリングおよびナックルを車体の懸架装置に組み付けていないため、前述のトリポード型等速自在継手には、固定式等速自在継手、ハブベアリングおよびナックルの総荷重（例えば、０．３ｋＮ以上）がかかる場合がある。このような荷重がトリポード型等速自在継手にかかると、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーが生じることがある。そこで、従来では、このスライドオーバーを防止するため、以下のような抜け止め機構が採用されている。
【０００６】
抜け止め機構の一つとしては、外側継手部材の開口部内周面に環状凹溝を設け、その環状凹溝にサークリップを嵌着した構造がある（例えば、特許文献１参照）。このような構造とすることにより、内部部品の軸方向変位時、ローラがサークリップと干渉することでローラの軸方向変位量を規制するようにしている。
【０００７】
また、他の抜け止め機構としては、外側継手部材のローラ案内面の開口端の上部と下部とに、互いに両外側に開く左右１対の球状凹部と、互いに閉じ側に延びる左右１対の球状凸部とを配設した構造がある（例えば、特許文献２参照）。このような構造とすることにより、内部部品の軸方向変位時、ローラが球状凸部と干渉することでローラの軸方向変位量を規制するようにしている。
【０００８】
さらに、他の抜け止め機構としては、外側継手部材の開口部端面の内側縁部を加締めにより潰すことで、外側継手部材の開口部内周面に隆起部分を形成した構造がある（例えば、特許文献３参照）。このような構造とすることにより、内部部品の軸方向変位時、ローラが隆起部分と干渉することでローラの軸方向変位量を規制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開平１０−１９４号公報
【特許文献２】実開昭５８−３００２７号公報
【特許文献３】特開平１１−３３６７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述の特許文献１で開示された従来の等速自在継手では、ローラの軸方向変位量を規制するサークリップを外側継手部材に組み付けるため、外側継手部材の開口部内周面に環状凹溝を形成しなければならず、外側継手部材の開口部内周面を旋削加工する必要があり、サークリップも必要となることから、旋削加工および部品点数の増加により製品のコストアップを招くことになる。
【００１１】
また、特許文献２に開示された従来の等速自在継手では、この等速自在継手を自動車に組み付けるに際して、回転トルクの非入力時にローラが自由に動くため、ローラが外側継手部材のローラ案内面の上部側へ移動し、球状凹部からローラが抜け出る可能性があり、抜け止め機能を確実に発揮させることが困難となる。
【００１２】
さらに、特許文献３に開示された従来の等速自在継手では、外側継手部材の開口部端面の内側縁部を加締めにより潰すため、加締め治具に対して外側継手部材を正確に位置決めしなければならず、その外側継手部材の位置決めが非常に困難であり、外側継手部材を位置決めするための専用設備を必要とする。また、隆起部分を加締めにより潰すことで形成しているため、その隆起部分の大きさ寸法にバラツキが生じ易い。
【００１３】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、旋削加工や専用設備を不要とし、簡易な手段により確実な抜け止めを実現容易にすると共に加工工程の簡素化およびコスト低減を図り得るトリポード型等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、一端に開口部を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成されると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面が形成された外側継手部材と、径方向に突出した三本の脚軸を有するトリポード部材と、そのトリポード部材の脚軸に回転自在に支持されると共に外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されてローラ案内面に沿って案内されるローラとを備え、そのローラおよびトリポード部材を含む内部部品が外側継手部材に軸方向摺動自在に収容されたトリポード型等速自在継手であって、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが係止する凸部を外側継手部材の鍛造による同時成形で設けたことを特徴とする。
【００１５】
なお、前述の「少なくとも片側」とは、トラック溝の内側壁に互いに対向する一対のローラ案内面のうちの片側に凸部を設ける場合、あるいは、一対のローラ案内面の両側に凸部を設ける場合の両方を含むことを意味する。
【００１６】
本発明におけるトリポード型等速自在継手では、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが係止する凸部を設けたことから、内部部品の軸方向変位時、ローラが凸部と干渉することで内部部品の軸方向変位量を規制することにより、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーを未然に防止することができる。特に、このトリポード型等速自在継手をドライブシャフトとして自動車に組み付けるに際して、固定式等速自在継手、ハブベアリングおよびナックルの総荷重がトリポード型等速自在継手にかかっても、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーを確実に防止できる点で有効である。
【００１７】
一方、凸部は、外側継手部材の鍛造により同時に成形されたものであることにより、従来のような環状凹溝形成のための旋削加工、サークリップのような別部品や、加締め治具に対して外側継手部材を位置決めするための専用設備を不要とすることができ、凸部の大きさ寸法にバラツキが生じ難く、凸部を精度よく形成することができる。また、外側継手部材の鍛造による同時成形という簡易な手段により抜け止め機能を確実に発揮させることができると共に加工工程の簡素化およびコスト低減が図れる。
【００１８】
本発明における凸部とローラとの締め代は０．２〜０．８ｍｍとすることが望ましい。このようにすれば、内部部品の軸方向変位時、ローラを凸部に確実に係止させることができると共に、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きが容易となって凸部を同時成形することが容易に実現でき、また、内部部品の外側継手部材への組み付け時に内部部品を外側継手部材に容易に圧入することができる。
【００１９】
なお、凸部とローラとの締め代が０．２ｍｍよりも小さいと、抵抗が小さくなり過ぎることから、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きが容易となって凸部を同時成形することが容易に実現でき、また、内部部品の外側継手部材への組み付け時に内部部品を外側継手部材に容易に圧入することができる反面、内部部品の軸方向変位時、ローラを凸部に確実に係止させることが困難となるために不適である。
【００２０】
逆に、凸部とローラとの締め代が０．８ｍｍよりも大きいと、抵抗が大きくなり過ぎることから、内部部品の軸方向変位時、ローラを凸部に確実に係止させることができる反面、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きが困難となって凸部を同時成形することが難しくなり、また、内部部品の外側継手部材への組み付け時に内部部品を外側継手部材に圧入することが困難となることから不適である。
【００２１】
本発明における凸部は、外側継手部材の反開口部側に、継手の軸線に対して傾斜してローラ案内面に達するテーパ面が設けられていることが望ましい。このようにすれば、テーパ面により抵抗が小さくなることから、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きがより一層容易となって凸部を同時成形することがより一層容易に実現できる点で有効である。
【００２２】
また、本発明における凸部のテーパ面は、そのテーパ角度を４５°以下とすることが望ましい。このようにすれば、内部部品の軸方向変位時、ローラと凸部との干渉を確保した上で、テーパ角度が小さいことから、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きがより一層容易となって凸部を同時成形することがより一層容易に実現できる点で有効である。なお、このテーパ角度が４５°よりも大きいと、外側継手部材の鍛造時に金型の引き抜きが困難となって凸部を同時成形することが難しくなるために不適である。
【００２３】
本発明における凸部は、ローラ案内面の少なくともローラ接触位置に設けられていることが望ましい。このようにすれば、例えば、凸部とローラとの締め代を小さくした場合であっても、内部部品の軸方向変位時、ローラを凸部に確実に係止させることができる点で有効である。なお、「少なくともローラ接触位置」としたのは、ローラ接触位置以外の部位に凸部を設けることも可能であることを意味する。凸部をローラ案内面のローラ接触位置以外の部位に設けても、例えば、凸部とローラとの締め代を大きくすれば、内部部品の軸方向変位時、ローラを凸部に係止させることが可能である。
【００２４】
本発明における凸部は、ローラ案内面のローラ接触位置からラジアル方向両側へ１ｍｍ幅を有する領域に設けられていることが望ましい。等速自在継手の良好な作動性を確保するためには、ローラのラジアル方向の移動量を１ｍｍ以下に設定すればよい。従って、ローラ案内面のローラ接触位置からラジアル方向両側へ１ｍｍ幅を有する領域に凸部を設ければ、その領域内でローラがラジアル方向に移動したとしても、ローラを凸部に確実に係止させることができる点で有効である。
【００２５】
本発明におけるローラがローラ案内面と接触する形態としては、アンギュラ接触あるいはサーキュラ接触のいずれであってもよい。アンギュラ接触の場合には、ローラ案内面のラジアル方向二箇所に位置するローラ接触位置に凸部を形成することになる。一方、サーキュラ接触の場合には、ローラ案内面のラジアル方向一箇所に位置するローラ接触位置（外側継手部材ＰＣＤ）に凸部を形成することになる。ここで、「外側継手部材ＰＣＤ」とは、外側継手部材のトラック溝のローラ案内面に接触した状態でのローラのＰＣＤ（ピッチ円直径）を意味する。
【００２６】
本発明におけるローラは、脚軸に外嵌されたインナーローラの外周側に配置されたアウタローラであり、インナローラの内周面は凸円弧状をなし、脚軸は、縦断面において継手の軸線と直交するストレート形状をなし、横断面において継手の軸線と直交する方向でインナローラの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向でインナローラの内周面との間に隙間が形成されている構造を具備することが望ましい。
【００２７】
つまり、本発明は、ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手に適用することが有効である。なお、本発明は、ダブルローラタイプ以外のもの、例えばシングルローラタイプのトリポード型等速自在継手にも適用可能である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが係止する凸部を設けたことにより、内部部品の軸方向変位時、ローラが凸部と干渉することで内部部品の軸方向変位量を規制するので、内部部品が外側継手部材の開口部から飛び出すスライドオーバーを未然に防止することができる。また、凸部は、外側継手部材の鍛造により同時に成形されたものであることにより、従来のような環状凹溝形成のための旋削加工、サークリップのような別部品や、加締め治具に対して外側継手部材を位置決めするための専用設備を不要とすることができ、凸部の大きさ寸法にバラツキが生じ難く、凸部を精度よく形成することができる。また、外側継手部材の鍛造による同時成形という簡易な手段により抜け止め機能を確実に発揮させることができると共に加工工程の簡素化およびコスト低減が図れる。
【００２９】
このように、外側継手部材の開口部内周面でトラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、内部部品のローラが係止する凸部を外側継手部材の鍛造による同時成形で設けたことにより、安価で信頼性の高いトリポード型等速自在継手を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態で、継手の軸線に対する縦断面図である。
【図２】本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態で、図１のＡ矢視図である。
【図３】図１および図２の脚軸およびローラユニットを示す断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う部分拡大断面図である。
【図５】アウタローラが外側継手部材にアンギュラ接触する場合を示す要部拡大断面図である。
【図６】アウタローラが外側継手部材にアンギュラ接触する場合の凸部を示す要部拡大図である。
【図７】アウタローラが外側継手部材にサーキュラ接触する場合を示す要部拡大断面図である。
【図８】アウタローラが外側継手部材にサーキュラ接触する場合の凸部を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態では、作動時の低振動化を可能としたダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手を例示する。なお、本発明は、このダブルローラタイプ以外にシングルローラタイプ等の他のトリポード型等速自在継手にも適用可能である。
【００３２】
図１および図２はダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手の基本構成を示し、図１は継手の軸線に対する縦断面を示し、図２は図１のＡ方向から見た矢視図を示す（但し、一つのローラユニット３０のみを断面で示す）。この実施形態のトリポード型等速自在継手は、外側継手部材１０と、トリポード部材２０と、ローラユニット３０とで主要部が構成されている。
【００３３】
外側継手部材１０は、一端に開口部１１を有するカップ状をなし、その底部中央に図示しない回転軸（例えば駆動軸）が一体的に形成されている。外側継手部材１０の内周面には、軸方向に延びる三本の直線状トラック溝１２が円周方向等間隔に形成される。各トラック溝１２は、その内側両壁に互いに対向する一対のローラ案内面１４を有する。ローラ案内面１４は円弧状断面を有し、外側継手部材１０の軸線方向に直線状に延びる。外側継手部材１０の外周面は、軽量化のため、トラック溝１２間と対応する部位が減肉されて凹所１３が軸方向に形成されている。この外側継手部材１０の内部には、トリポード部材２０とローラユニット３０とを含む内部部品が収容されている。
【００３４】
ローラユニット３０は、アウタローラ３２と、このアウタローラ３２の内側に配置されて脚軸２２に外嵌されたインナローラ３４と、アウタローラ３２とインナローラ３４との間に介在されたニードルころ３６とで主要部が構成され、外側継手部材１０のトラック溝１２に収容されている。なお、インナローラ３４の内周面は凸円弧状をなす。このインナローラ３４とアウタローラ３２との間に、複数のニードルころ３６が、保持器のない、いわゆる単列総ころ状態で配設されている。インナローラ３４およびニードルころ３６は、アウタローラ３２の内周面に形成された環状凹溝にリング状のワッシャ３１，３３を嵌合させ、そのワッシャ３１，３３によりアウタローラ３２に対して抜け止めされている。
【００３５】
トリポード部材２０は、円筒状をなすボス部２１の外周面に三本の脚軸２２が円周方向等間隔（１２０°間隔）で放射状に一体形成されたものである。脚軸２２は、その先端がトラック溝１２の底面付近まで半径方向に延在している。ボス２１の軸孔に回転軸４０（例えば従動軸）の軸端がスプライン嵌合により連結され、環状のスナップリング４２によりトリポード部材２０に対して抜け止めされている。このトリポード部材２０の脚軸２２は、その軸線に対する縦断面において継手の軸線と直交するストレート形状をなし、図３に示すように、脚軸２２の軸線に対する横断面において継手の軸線と直交する方向でインナローラ３４と接触する楕円形状をなし、継手の軸線方向でインナローラ３４との間に隙間ｎが形成されている。このような形状を有する脚軸２２に対してローラユニット３０が回転自在に支持されている。
【００３６】
この等速自在継手では、トリポード部材２０の脚軸２２と外側継手部材１０のローラ案内面１４とがローラユニット３０を介して二軸の回転方向に係合することにより、駆動側から従動側へ回転トルクが等速で伝達される。また、ローラユニット３０が脚軸２２に対して回転しながらローラ案内面１４上を転動することにより、外側継手部材１０とトリポード部材２０との間の相対的な軸方向変位や角度変位が吸収される。
【００３７】
この際、継手の軸線方向で脚軸２２とインナローラ３４との間に隙間ｎが形成され、ローラ案内面１４上を転動するローラユニット３０に対して脚軸２２が傾動自在となっていることから、継手が作動角をとっても、ローラユニット３０がローラ案内面１４に対して傾くことはない。このようにして、脚軸２２の傾きに伴ってローラユニット３０とローラ案内面１４とが互いに斜交した状態となることを回避し、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図るようにしている。
【００３８】
この実施形態のトリポード型等速自在継手では、トリポード部材２０およびローラユニット３０を含む内部部品が外側継手部材１０の開口部１１から飛び出すスライドオーバーを防止するため、以下のような抜け止め機構を採用する。
【００３９】
このトリポード型等速自在継手における抜け止め機構は、図１および図２に示すように、外側継手部材１０の開口部１１の内周面でトラック溝１２の内側両壁に互いに対向する一対のローラ案内面１４に、内部部品のアウタローラ３２が係止する凸部１５を設けた構造を具備する。なお、この実施形態では、三本全てのトラック溝１２のローラ案内面１４に凸部１５を設けた場合を例示しているが、少なくともいずれか一本のトラック溝１２のローラ案内面１４に凸部１５を設けてもよく、さらに、トラック溝１２の両側に位置する一対のローラ案内面１４のうち、片側に位置するローラ案内面１４のみに凸部１５を設けるようにしてもよい。
【００４０】
ここで、外側継手部材１０は、例えば、中炭素鋼からなる素材を鍛造により概略形状に成形し、その後、旋削加工、高周波熱処理や研削加工などを経て製作される。内部部品の抜け止め機構としての凸部１５は、前述した外側継手部材１０の鍛造により同時に成形される。また、前述の凸部１５は熱処理による硬化処理は行わなくても良い。
【００４１】
このように、凸部１５を、外側継手部材１０の鍛造により同時に成形することで、従来のような環状凹溝形成のための旋削加工、サークリップのような別部品や、加締め治具に対して外側継手部材を位置決めするための専用設備を不要とすることができ、凸部１５の大きさ寸法にバラツキが生じ難く、凸部１５を精度よく形成することができる。また、外側継手部材１０の鍛造による同時成形という簡易な手段により抜け止め機能を確実に発揮させることができると共に加工工程の簡素化およびコスト低減が図れる。
【００４２】
このトリポード型等速自在継手では、外側継手部材１０の開口部１１の内周面でトラック溝１２の両側のローラ案内面１４に、内部部品のアウタローラ３２が係止する凸部１５を設けたことから、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２が凸部１５と干渉することで内部部品の軸方向変位量を規制することにより、内部部品が外側継手部材１０の開口部１１から飛び出すスライドオーバーを未然に防止することができる。例えば、このトリポード型等速自在継手をドライブシャフトとして自動車に組み付けるに際して、固定式等速自在継手、ハブベアリングおよびナックルの総荷重がトリポード型等速自在継手にかかっても、内部部品が外側継手部材１０の開口部１１から飛び出すスライドオーバーを確実に防止できる。
【００４３】
以上のように、凸部１５を外側継手部材１０の鍛造により同時成形する場合、その鍛造に使用する金型には凸部１５と対応した凹部を設ける必要がある。この外側継手部材１０の鍛造時には、金型が外側継手部材１０の内部に圧入されてその内部形状（トラック溝１２およびローラ案内面１４）を成形した後、その金型が外側継手部材１０の外部へ引き抜かれる。この金型の引き抜きの際に、金型の凹部は外側継手部材１０に対して抵抗となる。また、外側継手部材１０の鍛造後、内部部品を外側継手部材１０に組み込むに際して、外側継手部材１０の凸部１５が内部部品に対して抵抗となることから、ローラユニット３０のアウタローラ３２を外側継手部材１０のトラック溝１２に圧入することになる。
【００４４】
そこで、内部部品を外側継手部材１０に組み込んだ状態において、凸部１５とアウタローラ３２との締め代を０．２〜０．８ｍｍとする。この締め代が０．２ｍｍの場合、等速自在継手の作動角が０°での内部部品の抜け力は、１．０ｋＮとなり、締め代が０．８ｍｍの場合、等速自在継手の作動角が０°での内部部品の抜け力は、６．５ｋＮとなる。
【００４５】
このように凸部１５とアウタローラ３２との締め代を０．２〜０．８ｍｍとすることにより、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２を凸部１５に確実に係止させることができると共に、外側継手部材１０の鍛造時、金型の凹部による抵抗が小さいことから、金型の引き抜きが容易となって凸部１５を同時成形することが容易に実現できると共に金型の寿命低下も抑制でき、また、内部部品の外側継手部材１０への組み付け時、外側継手部材１０の凸部１５による抵抗が小さいことから、内部部品を外側継手部材１０に容易に圧入することができる。
【００４６】
なお、凸部１５とアウタローラ３２との締め代が０．２ｍｍよりも小さいと、外側継手部材１０の鍛造時、金型の凹部による抵抗が小さいことから、金型の引き抜きが容易となって凸部１５を同時成形することが容易に実現でき、また、内部部品の外側継手部材１０への組み付け時、外側継手部材１０の凸部１５による抵抗が小さいことから、内部部品を外側継手部材１０に容易に圧入することができる反面、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２を凸部１５に確実に係止させることが困難となるために不適である。
【００４７】
逆に、凸部１５とアウタローラ３２との締め代が０．８ｍｍよりも大きいと、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２を凸部１５に確実に係止させることができる反面、外側継手部材１０の鍛造時、金型の凹部による抵抗が大きいことから、金型の引き抜きが困難となって凸部１５を同時成形することが難しくなり、また、内部部品の外側継手部材１０への組み付け時、外側継手部材１０の凸部１５による抵抗が大きいことから、内部部品を外側継手部材１０に圧入することが困難となることから不適である。
【００４８】
ここで、凸部１５とアウタローラ３２との締め代が同じであれば、その内部部品の抜け力も同等となる。つまり、一本のトラック溝１２について、片側のローラ案内面１４に凸部１５を設けても両側のローラ案内面１４に凸部１５を設けても、凸部１５の高さの合計が同じであれば、その内部部品の抜け力も同等となる。従って、片側のローラ案内面１４に凸部１５を設けるよりも、その半分の高さの凸部１５を両側のローラ案内面１４に設けた方が、内部部品の抜け力を同等にして金型の引き抜きが容易となり、金型の寿命を向上させることができる点で、両側のローラ案内面１４に凸部１５を設ける方が有効である。
【００４９】
図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う拡大部分断面図で、ローラ案内面１４に設けられた凸部１５を示す。同図に示すように、凸部１５は、外側継手部材１０の反開口部側に、継手の軸線に対して傾斜してローラ案内面１４に達するテーパ面１６が設けられている。このように、凸部１５が外側継手部材１０の反開口部側でテーパ面１６を有することにより、金型の凹部にも対応して逆テーパ面を形成することになるため、外側継手部材１０の鍛造時、金型の凹部による抵抗がより一層小さくなることから、テーパ面１６を設けない場合よりも、金型の引き抜きが容易となって凸部１５を同時成形することが容易に実現できると共に金型の寿命低下も抑制できる。
【００５０】
この凸部１５のテーパ面１６は、そのテーパ角度θを４５°以下とする。このように、テーパ角度θを４５°以下に規制することにより、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２と凸部１５との干渉を確保した上で、テーパ角度θが小さいことから、外側継手部材１０の鍛造時、より一層、金型の凹部による抵抗が小さくなり、金型の引き抜きが容易となって凸部１５を同時成形することが容易に実現できると共に金型の寿命低下も抑制できる。なお、このテーパ角度θが４５°よりも大きいと、外側継手部材１０の鍛造時、金型の凹部による抵抗が大きくなることから、金型の引き抜きが困難となって凸部１５を同時成形することが難しくなると共に金型の寿命も低下する。
【００５１】
この実施形態では、図５に示すように、アウタローラ３２がローラ案内面１４にアンギュラ接触する場合を例示する。アンギュラ接触の場合、ローラ案内面１４のラジアル方向二箇所（ローラ接触位置Ｐ）でアウタローラ３２の外周面が接触する。なお、図５はローラ案内面１４の凸部１５（図６参照）が形成されていない部位での断面を示す。
【００５２】
このアンギュラ接触の場合、図６に示すように、凸部１５はローラ案内面１４のローラ接触位置Ｐに設けられる。このようにローラ案内面１４のローラ接触位置Ｐに凸部１５を設けることにより、例えば、凸部１５とアウタローラ３２との締め代を前述した０．２〜０．８ｍｍの範囲内で小さくした場合であっても、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２を凸部１５に確実に係止させることができる。
【００５３】
なお、ローラ接触位置Ｐ以外の部位に凸部１５を設けることも可能である。凸部１５をローラ案内面１４のローラ接触位置Ｐ以外の部位に設けても、例えば、凸部１５とアウタローラ３２との締め代を前述した０．２〜０．８ｍｍの範囲内で大きくすれば、内部部品の軸方向変位時、アウタローラ３２を凸部１５に係止させることが可能である。
【００５４】
この実施形態では、図６に示すように、ローラ案内面１４のローラ接触位置Ｐからラジアル方向両側へ１ｍｍ幅Ｗを有する領域Ｒに凸部１５を設けている。通常、トリポード型等速自在継手の良好な作動性を確保するためには、アウタローラ３２のラジアル方向の移動量を１ｍｍ以下に設定すればよい。従って、前述したようにローラ案内面１４のローラ接触位置Ｐからラジアル方向両側へ１ｍｍ幅Ｗを有する領域Ｒに凸部１５を設けることにより、その領域内でアウタローラ３２がラジアル方向に移動したとしても、アウタローラ３２を凸部１５に確実に係止させることができる。
【００５５】
以上の実施形態では、アウタローラ３２がローラ案内面１４とアンギュラ接触する場合について説明したが、アウタローラ３２がローラ案内面１４’とサーキュラ接触する場合についても適用可能がある。
【００５６】
図７はアウタローラ３２がローラ案内面１４’にサーキュラ接触する場合を例示する。サーキュラ接触の場合には、ローラ案内面１４’のラジアル方向一箇所（ローラ接触位置Ｐ’）でアウタローラ３２の外周面が接触する。このサーキュラ接触でのローラ接触位置Ｐ’は、外側継手部材ＰＣＤ、つまり、外側継手部材１０のトラック溝１２のローラ案内面１４’に接触した状態でのアウタローラ３２のＰＣＤ（ピッチ円直径）となっている。なお、図７はローラ案内面１４’の凸部１５’（図８参照）が形成されていない部位での断面を示す。
【００５７】
このサーキュラ接触の場合も、アンギュラ接触の場合と同様、図８に示すように、凸部１５’はローラ案内面１４’のローラ接触位置Ｐ’に設けられる。なお、この場合も、ローラ接触位置Ｐ’以外の部位に凸部１５’を設けることも可能である。この実施形態では、ローラ案内面１４’のローラ接触位置Ｐ’からラジアル方向両側へ１ｍｍ幅Ｗ’を有する領域Ｒ’に凸部１５’を設けている。なお、このサーキュラ接触の場合の実施形態についても、前述のアンギュラ接触の場合の実施形態と同様の作用効果を奏するため、重複説明は省略する。
【００５８】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 外側継手部材
１１ 開口部
１２ トラック溝
１４ ローラ案内面
１５ 凸部
１６ テーパ面
２０ トリポード部材
２２ 脚軸
３２ ローラ（アウタローラ）
３４ インナローラ
θ テーパ角度
Ｐ ローラ接触位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成されると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面が形成された外側継手部材と、径方向に突出した三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脚軸に回転自在に支持されると共に前記外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されて前記ローラ案内面に沿って案内されるローラとを備え、前記ローラおよびトリポード部材を含む内部部品が前記外側継手部材に軸方向摺動自在に収容されたトリポード型等速自在継手であって、
前記外側継手部材の開口部内周面で前記トラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、前記内部部品のローラが係止する凸部を前記外側継手部材の鍛造による同時成形で設けたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
【請求項２】
前記凸部とローラとの締め代を０．２〜０．８ｍｍとした請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記凸部は、前記外側継手部材の反開口部側に、継手の軸線に対して傾斜して前記ローラ案内面に達するテーパ面が設けられている請求項１又は２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記凸部のテーパ面は、そのテーパ角度を４５°以下とした請求項３に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記凸部は、前記ローラ案内面の少なくともローラ接触位置に設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項６】
前記凸部は、前記ローラ案内面のローラ接触位置からラジアル方向両側へ１ｍｍ幅を有する領域に設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項７】
前記ローラは、アンギュラ接触により前記ローラ案内面と接触する請求項１〜６のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項８】
前記ローラは、サーキュラ接触により前記ローラ案内面と接触する請求項１〜６のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項９】
前記ローラは、前記脚軸に外嵌されたインナローラの外周側に配置されたアウタローラであり、前記インナローラの内周面は凸円弧状をなし、前記脚軸は、縦断面において継手の軸線と直交するストレート形状をなし、横断面において継手の軸線と直交する方向で前記インナローラの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で前記インナローラの内周面との間に隙間が形成されている請求項１〜８のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項１】
一端に開口部を有するカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成されると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面が形成された外側継手部材と、径方向に突出した三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脚軸に回転自在に支持されると共に前記外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されて前記ローラ案内面に沿って案内されるローラとを備え、前記ローラおよびトリポード部材を含む内部部品が前記外側継手部材に軸方向摺動自在に収容されたトリポード型等速自在継手であって、
前記外側継手部材の開口部内周面で前記トラック溝の少なくとも片側のローラ案内面に、前記内部部品のローラが係止する凸部を前記外側継手部材の鍛造による同時成形で設けたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
【請求項２】
前記凸部とローラとの締め代を０．２〜０．８ｍｍとした請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記凸部は、前記外側継手部材の反開口部側に、継手の軸線に対して傾斜して前記ローラ案内面に達するテーパ面が設けられている請求項１又は２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記凸部のテーパ面は、そのテーパ角度を４５°以下とした請求項３に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記凸部は、前記ローラ案内面の少なくともローラ接触位置に設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項６】
前記凸部は、前記ローラ案内面のローラ接触位置からラジアル方向両側へ１ｍｍ幅を有する領域に設けられている請求項１〜５のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項７】
前記ローラは、アンギュラ接触により前記ローラ案内面と接触する請求項１〜６のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項８】
前記ローラは、サーキュラ接触により前記ローラ案内面と接触する請求項１〜６のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項９】
前記ローラは、前記脚軸に外嵌されたインナローラの外周側に配置されたアウタローラであり、前記インナローラの内周面は凸円弧状をなし、前記脚軸は、縦断面において継手の軸線と直交するストレート形状をなし、横断面において継手の軸線と直交する方向で前記インナローラの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で前記インナローラの内周面との間に隙間が形成されている請求項１〜８のいずれか一項に記載のトリポード型等速自在継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１４９５５１（Ｐ２０１１−１４９５５１Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８２０６７（Ｐ２０１０−２８２０６７）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
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