JP6887355B2 - トリポード型等速自在継手 - Google Patents

Description

本発明は、トリポード型等速自在継手に関する。

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は、その内側継手部材としてトリポード部材を用いたトリポード型等速自在継手がある（特許文献１）。図３０と図３１に示すように、トリポード型等速自在継手は、外側継手部材１と、内側継手部材としてのトリポード部材２と、トルク伝達部材としてのローラ機構３とを備える。

外側継手部材１は一端にて開口したカップ状のマウス部４と、マウス部４の底壁から突設されるステム部５を有し、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝６が形成してある。各トラック溝６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面７、７が形成される。

トリポード部材２はボス部８と脚軸９とを備える。ボス部８にはシャフトとトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション孔１０が形成してある。脚軸９はボス部８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。

ローラ機構３は、トリポード部材２の脚軸９に首振り揺動自在に嵌合されるものであって、内側ローラ１１と、外側ローラ１２と、内側ローラ１１と外側ローラ１２との間に介在される針状ころ１３とを備える。なお、ローラ機構３をローラカセット３と呼ぶ場合がある。

内側ローラ１１の円筒形外周面１１ａ（図３１参照）を内側軌道面とし、外側ローラ１２の円筒形内周面１２ａ（図３１参照）を外側軌道面として、これらの内外軌道面間に針状ころ１３が転動自在に介在する。針状ころ１３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。なお、外側ローラ１２の内周面の軸方向両端部に環状溝が形成され、各環状溝には針状ころ１３の抜け止め用のワッシャ１７，１８が装着されている。

内側ローラ（支持リング）１１の内周面は、円弧状凸断面を有する。このことと、脚軸９の横断面形状が略楕円形状であり、脚軸９と内側ローラ１１との間には所定のすきまが設けてあることから、内側ローラ１１は脚軸９の軸方向での移動が可能であるばかりでなく、脚軸９に対して首振り揺動自在である。

また、外側継手部材１の開口部はブーツ１５で密封されている。ここで、ブーツ１５は、大径部１５ａと、小径部１５ｂと、大径部１５ａと小径部１５ｂとを連結する蛇腹部１５ｃとからなる。このため、大径部１５ａが外側継手部材１の開口部外径面に形成されたブーツ装着部１ａに外嵌され、大径部１５ａに装着されるブーツバンド１６を締め付けることによって、大径部１５ａが外側継手部材１のブーツ装着部１ａに固定される。

シャフト２０には、周方向凹溝２０ｂ１を有するブーツ装着部２０ｂが設けられている。そして、このブーツ装着部２０ｂにブーツ１５の小径部１５ｂが外嵌され、小径部１５ｂに装着されるブーツバンド１６を締め付けることによって、小径部１５ｂがシャフト２０のブーツ装着部２０ｂに固定される。

ところで、従来には、ローラ機構３（ローラカセット３）が傾いて振動・騒音の発生や動力損失を生じるのを防止することが可能なトリポード型等速自在継手が提案されている（特許文献２）。このトリポード型等速自在継手では、ローラ機構の外側ローラの外周面に、その軸方向中央部に円筒外径面を設け、外側継手部材のトラック溝のローラ案内面に、外側ローラの円筒外径面に対向する帯状平面と、この帯状平面の外径側に設けられる外側傾斜面と、この帯状平面の内径側に設けられる内側傾斜面とからなる断面台形状の案内溝が設けられている。そして、このローラ案内面の案内溝にローラ機構の外側ローラの外径部が嵌合するものである。

従来には、外輪（外側継手部材）の軌道溝とローラ機構の摺動抵抗を低減させることが可能なトリポード型等速自在継手が提案されている（特許文献３）。このトリポード型等速自在継手では、軌道溝の底部に、トルク伝達に伴って傾動するローラ機構と反トルク伝達側において接触する支持面を設けたものである。そして、この支持面およびこれに対向するローラ機構の端面のうち少なくとも一方の摩擦係数を、ローラ機構と接触してトルク伝達を行う伝達面の摩擦係数よりも小さくしている。

従来には、外輪（外側継手部材）とローラ機構の外側ローラとの滑り摩擦を抑制して、以て強制力を低減することが可能なトリポード型等速自在継手が提案されている（特許文献４）。このトリポード型等速自在継手では、外側ローラに、外輪（外側継手部材）のトラック溝（軌道溝）の天井面に対向する環状面を設け、トラック溝（軌道溝）の天井面には、ローラ機構が傾動したときに、環状面の外縁に接触する第１・第２接触部を設けたものである。

従来には、大きな誤差の場合にも、小さな乃至最小の回転遊びによって、確実な伝達と、摩擦の小さな外側ローラの案内を可能としたトリポード型等速自在継手が提案されている（特許文献５）この場合、外側ローラの凸曲面とトラック溝の凸曲面（又は平面）とが接触することになる。

特許第３５９９６１８号公報 特開２００６−１１２４９５号公報 特開２０１６−１１８２３４号公報 特開２０１６−１３０５３３号公報 特表２００５−５２９２９１号公報

特許文献１に記載のいわゆるダブルローラタイプの低振動トリポード型等速自在継手は、図３１に示すように、トラック溝６に対しての転動面であるローラ外周面１２ｂが球形状もしくは円環形状であり、外側ローラ１２の転動面であるローラ案内面７はローラ外周面１２ｂの形状に倣い接触率を持ったサーキュラコンタクトや接触率や接触角を持ったアンギュラコンタクト形状となっている。

そのため構造上、継手が角度をつけて回転する際に、ローラカセット３（ローラ機構）が外側継手部材の軸直角方向断面で傾く現象（左右傾き：ローラカセット軸心、つまり外側ローラ軸心Ｏａ廻りに図３１の矢印Ａ、Ｂのように揺動すること）およびローラカセットが外側継手部材の軸平行方向断面で傾く現象（前後傾き：ローラカセット軸心、つまり外側ローラ軸心Ｏａ廻りに図３０の矢印Ｃ、Ｄのように揺動すること）が発生する。このローラカセット３の左右傾きおよび前後傾きが発生するとトラック溝６における接触部での転がり摺動抵抗が大きくなり、さらにトルク伝達箇所以外であるローラ幅面と外側継手部材１の内径面やローラ外周面とトラック非負荷側などが接触し、摺動抵抗が増加し、等速自在継手のＮＶＨ（Ｎｏｉｓｅ，Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）性能として誘起力やスライド抵抗が大きくなるという課題がある。

なお、ローラ外周面１２ｂを、円筒形状とすれば、左右傾きが生じにくいものとできるが、このように構成した場合、前後傾きが発生しやすくなって、転がり摺動抵抗が大きくなるなどの課題がある。

特許文献２に記載のトリポード型等速自在継手では、振動・騒音の発生や動力損失を生じるのを防止することが可能である。しかしながら、ローラ機構の外周の円筒面の径寸法、この円筒面の幅寸法、ローラ機構の内径寸法等の種々の寸法を精度よく構成する必要があり、生産性に劣ることになる。

特許文献３に記載のトリポード型等速自在継手では、外輪（外側継手部材）の軌道溝とローラ機構の摺動抵抗を低減させことが可能である。しかしながら、外側継手部材のトラック溝又はローラカセットに、プレート部材を付設する必要があり、部品点数が増え、組み立て性に劣る。さらには、各部材の摩擦係数を所望のものを選択する必要があって、設計性に劣ることになる。

特許文献４に記載のトリポード型等速自在継手では、外輪（外側継手部材）とローラ機構の外側ローラとの滑り摩擦を抑制して、以て強制力を低減することが可能である。しかしながら、環状面の外径を、ローラ端面径、外側ローラの軸方向の幅であるローラ幅、環状面と天井面との接触部の間隔等に基づいて設定する必要があり、生産性に劣ることになる。

特許文献５に記載のトリポード型等速自在継手では、確実な伝達と、摩擦の小さな外側ローラの案内を可能である。しかしながら、外側ローラの凸曲面とトラック溝の凸曲面（又は平面）とが接触することになるので、トラック溝に対して外側ローラは傾斜（傾動）可能となっている。このため、ローラカセットが左右傾きが生じたり、前後傾きが生じたりするおそれがあった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、自動車においては摺動抵抗が起因となる振動が減少し、直接的にＮＶＨ特性の向上につながり、しかも生産性に優れたトリポード型等速自在継手を提供するものである。

本発明の第１のトリポード型等速自在継手は、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びる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それぞれ装着されて、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、このローラ機構の外側ローラが前記外側継手部材のトラック溝の前記ローラ案内面に沿って摺動するトリポード型等速自在継手において、前記ローラ機構の外側ローラの外周面は、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面に関して非対称に配設される外方側面と内方側面とを有し、外方側面と内方側面とのいずれか一方を凸曲面とするとともに他方を円錐面とし、前記トラック溝のローラ案内面は、前記外方側面を案内する外方案内面と、前記内方側面を案内する内方案内面とを有し、前記外方案内面と前記内方案内面とのいずれかの案内面を、前記外側ローラ側の凸曲面と線接触をなす凹曲面とし、他方の案内面を前記外側ローラ側の円錐面と点接触をなす凸曲面としたものである。なお、ローラ機構をローラカセットと呼ぶ場合がある。

本発明の第１のトリポード型等速自在継手によれば、機構上トルク伝達面であるローラ（外側ローラ）とトラック溝との接触部である凸曲面と凹曲面とが線接触となる。この線接触と、テーパ面と凸曲面との接触で外側ローラ中心回りに回転する動きを抑えることで、ローラ機構の左右傾きを抑制することができる。さらに外側ローラの外周面とローラ案内面はアンギュラコンタクト接触し、このアンギュラコンタクト接触により前後傾きが抑制される。これらよって、ローラカセット（ローラ機構）はトラック溝に対し水平に保たれ、トルク伝達箇所以外でのローラ（外側ローラ）と外側継手部材との接触を防止し、作動角をとった場合においても、摺動抵抗が低い等速自在継手となる。

しかも、当接（接触）する外側ローラ側の凸曲面のアールとローラ案内面側の凹曲面のアールとの寸法に僅かな差が生じても、外側ローラ側の凸曲面とローラ案内面側の凹曲面とはトルク負荷時には弾性変形により線接触（いわゆるべた当たり）となり、接触面圧を低く抑えられる。

また、外側ローラの凸曲面がローラ案内面の凹曲面上を滑って左右傾きが発生しようとしても、案内面の凸曲面と外側ローラの円錐面（テーパ面）が接触することで、ローラカセットの左右傾きが生じない。このため、角度をとり回転する際にも、ローラカセットの前後、左右傾きが低減され、トラック溝の摺動抵抗が低減される。

本発明の第２のトリポード型等速自在継手は、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びる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それぞれ装着されて、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、このローラ機構の外側ローラが前記外側継手部材のトラック溝の前記ローラ案内面に沿って摺動するトリポード型等速自在継手において、前記ローラ機構の外側ローラの外周面は、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面に関して対称に配設される外方側面と内方側面とを有し、外方側面と内方側面とは円錐面であり、かつ、前記トラック溝のローラ案内面は、前記外方側面を案内する外方案内面と、前記内方側面を案内する内方案内面とを有し、前記外方案内面と内方案内面との接触が、トルク無負荷状態で、前記外方案内面と外方側面、及び前記内方案内面と内方側面が点接触となり、トルク負荷状態で、前記外方案内面と外方側面、及び前記内方案内面と内方側面とが線接触となる凸曲面とし、さらに、外側継手部材のトラック溝に、トルク無負荷時における遠心力によって前記外側ローラの外端面を受ける内鍔部を設けたものである。

本発明の第２のトリポード型等速自在継手によれば、トルクが入った際に、トルク伝達面である外側ローラとトラック溝の接触部が弾性変形により線接触となる。この線接触が左右傾きおよび前後傾きを抑制しローラカセットをトラック溝に対し水平に保つことができる。これにより、トルク伝達箇所以外での外側ローラと外側継手部材との接触を防止し、作動角をとった場合においても、摺動抵抗が低い等速自在継手を可能とする。

また、トルク無負荷時に遠心力によって外側ローラが外径側に押し付けられた場合、外側ローラが案内面より先に外側継手部材の内鍔部に接触する。このため、外側ローラが両ローラ案内面に同時に接触し、はさまれた状態（楔効果）による摺動抵抗が発生せず、トルク無負荷時においても高い低振動性能を実現できる。

本発明の第３のトリポード型等速自在継手は、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びる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それぞれ装着されて、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、このローラ機構の外側ローラが前記外側継手部材のトラック溝の前記ローラ案内面に沿って摺動するトリポード型等速自在継手において、前記ローラ機構の外側ローラの外周面は、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面に関して対称に配設される外方側面と内方側面とを有し、外方側面と内方側面とは円錐面であり、かつ、前記トラック溝のローラ案内面は、前記外方側面を案内する外方案内面と、前記内方側面を案内する内方案内面とを有し、前記外方案内面と前記内方案内面との接触が、いずれかの案内面を、トルク無負荷状態で、相手側とで線接触となるテーパ面とするとともに、他方の案内面を、トルク無負荷状態で、相手側とで点接触となる凸曲面とし、さらに、外側継手部材のトラック溝に、トルク無負荷時における遠心力によって前記外側ローラの外端面を受ける内鍔部を設けたものである。

本発明の第３のトリポード型等速自在継手によれば、機構上トルク伝達面である外側ローラとローラ案内面の接触部は、トルク無負荷状態で、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面よりも外径側又は内径側において、線接触（直線接触）となる。この直線接触がローラカセットの左右傾きを抑制し、さらに、他方の外側ローラの外周面とローラ案内面はアンギュラコンタクト接触し、このアンギュラコンタクト接触により前後傾きが抑制される。これらによって、ローラカセット（ローラ機構）はトラック溝に対し水平に保たれ、トルク伝達箇所以外でのローラ（外側ローラ）と外側継手部材との接触を防止し、作動角をとった場合においても、摺動抵抗が低い等速自在継手となる。

トラック溝の外方案内面と内方案内面とのいずれかの案内面を、テーパトラックにすることで外側ローラと外側継手部材の僅かなテーパ角度差が生じても、他方の案内面の凸曲面でそれを吸収し一部において直線当りが確保され、狙いの機能（低振動性能に優れた機能）を持った等速自在継手（摺動抵抗が低い等速自在継手）を可能とする。

また、トルク無負荷時に遠心力によって外側ローラが外径側に押し付けられた場合、外側ローラが案内面より先に外側継手部材の内鍔部に接触する。このため、外側ローラが両ローラ案内面に同時接触し、はさまれた状態（楔効果）による摺動抵抗が発生せず、トルク無負荷時においても高い低振動性能を実現できる。

本発明の第４のトリポード型等速自在継手は、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びる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それぞれ装着されて、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、このローラ機構の外側ローラが前記外側継手部材のトラック溝の前記ローラ案内面に沿って摺動するトリポード型等速自在継手において、前記ローラ機構の外側ローラの外周面は、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面に関して非対称に配設される外方側面と内方側面とを有し、かつ、外方側面と内方側面との一方の側面を円錐面とするとともに、他方の側面を凸曲面とし、前記トラック溝のローラ案内面は、前記外方側面を案内する外方案内面と、前記内方側面を案内する内方案内面とを有し、前記外方案内面と前記内方案内面とのいずれかの案内面を、トルク無負荷状態で、外側ローラの凸曲面とで線接触となる凹曲面とするとともに、他方の案内面を、トルク無負荷状態で、外側ローラの円錐面と点接触となる凸曲面とし、さらに、外側継手部材のトラック溝に、トルク無負荷時における遠心力によって前記外側ローラの外端面を受ける内鍔部を設けたものである。

本発明の第４のトリポード型等速自在継手によれば、トルク無負荷状態で、機構上トルク伝達面である外側ローラとローラ案内面との接触部である凸曲面と凹曲面とが線接触となる。この線接触と、外テーパ面と凸曲面との接触で外側ローラ中心回りに回転する動きを抑えることで、ローラカセットの左右傾きを抑制することができる。さらに、ローラカセットが前後傾きしようとすると、内方側面と外方案内面の接触点がローラ幅方向内方寄りに移動し、ローラ中心が案内面から離れる事になる為、トルク負荷による接触力によりローラは案内面に押し付けられる作用により前後傾きが抑制される。これによって、ローラカセット（ローラ機構）はトラック溝に対して水平に保たれ、トルク伝達箇所以外でのローラ（外側ローラ）と外側継手部材との接触を防止し、作動角をとった場合においても、摺動抵抗が低い等速自在継手となる。

当接（接触）する外側ローラ側の凸曲面のアールとローラ案内面側の凹曲面のアールとの寸法に僅かな差が生じても、外側ローラ側の凸曲面とローラ案内面側の凹曲面とはトルク負荷時には弾性変形により線接触（いわゆるべた当たり）となり、接触面圧を低く抑えられる。しかも、外側ローラがトラック溝のアール上を滑って左右傾きしようとしても、反対側の凸アールと外側ローラのテーパ面が接触する事で、ローラカセットの左右傾きが生じない。よって、狙いの機能（低振動性能に優れた機構）を有する等速自在継手（摺動抵抗が低い等速自在継手）とすることが出来る。

また、トルク無負荷時に遠心力によって外側ローラが外径側に押し付けられた場合、外側ローラが案内面より先に外側継手部材の内鍔部に接触する。このため、外側ローラが両ローラ案内面に同時接触し、はさまれた状態（楔効果）による摺動抵抗が発生せず、トルク無負荷時においても高い低振動性能を実現できる。

前記第２から第３のトリポード型等速自在継手では、円錐面と、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面とのなす角度（この角度をローラ外径円錐面の角度と呼ぶ）を、６０°〜８０°に設定することができる。

ローラ外径円錐面の角度が６０°未満であれば、外側ローラは、トラック溝との接触でローラ中央寄りと幅面寄りで転がり周速差が大きくなり回転抵抗を増大させることになる。さらに接触荷重も大きくなることからその角度以上が望ましい。また、ローラ外径円錐面の角度８０°より大きな場合（８０°を越えた場合）、外側ローラの前後傾きの姿勢制御効果が小さくなることになる。これにより、非負荷側との接触が発生しやすくなり回転抵抗が発生することからその角度以下が望ましい。このため、ローラ外径円錐面の角度は、７０°±５°が好適であると言える。

線接触部位の最大接触角を１０°〜３０°に設定することができる。最大接触角を１０°未満であれば、トルク無負荷時に楔角（接触角）が小さく、その時の摺動抵抗が大きくなる。また、最大接触角が３０°より大きい場合、トラック溝との接触でローラ中央寄りと幅面寄りで転がり周速差が大きくなり回転抵抗が増大し、低振動化効果が低減する。このため、接触角度は、２０°±５°が好適であると言える。

トリポード部材の脚軸の外径面断面形状が凸曲面とされ、前記内側ローラの内径面が円筒面とされているものであっても、トリポード部材の脚軸の外径面断面形状が凸曲面とされ、前記内側ローラの内径面が脚軸の凸曲面に嵌合する凹曲面とされているものであってもよい。

本発明のトリポード型等速自在継手では、角度をとり回転する際に、ローラカセット（ローラ機構）の前後、左右傾きが低減され、トラック溝の摺動抵抗が低減される。自動車においては摺動抵抗が起因となる振動が減少し、直接的にＮＶＨ特性の向上につながる。

本発明の第１のトリポード型等速自在継手の縦断面図である。 図１に示すトリポード型等速自在継手の横断面図である。 図２に示すトリポード型等速自在継手の要部断面図である。 図２に示すトリポード型等速自在継手の要部拡大断面図である。 ローラの外周面の外側面が円錐面とされたトリポード型等速自在継手の要部拡大断面図である。 トリポード部材の脚軸の外径面断面形状が凸曲面とされ、内側ローラの内径面が円筒面とされているトリポード型等速自在継手の要部拡大断面図である。 トリポード部材の脚軸の外径面断面形状が凸曲面とされ、前記内側ローラの内径面が脚軸の凸曲面に嵌合する凹曲面とされているトリポード型等速自在継手の要部拡大断面図である。 本発明の第２のトリポード型等速自在継手の縦断面図である。 図８に示すトリポード型等速自在継手の横断面図である。 図９に示すトリポード型等速自在継手の無負荷時の要部拡大断面図である。 図９に示すトリポード型等速自在継手のトルク負荷時の要部拡大断面図である。 図９に示すトリポード型等速自在継手の遠心力負荷時の要部拡大断面図である。 図９に示すトリポード型等速自在継手の無負荷時において、外側ローラの外端面とこれを受ける内鍔部との隙間と、外側ローラの外方側面とローラ案内面との隙間との関係を示す要部拡大断面図である。 ローラ案内面の外側案内面がテーパ面であり、ローラ案内面の内側案内面が凸曲面であるトリポード型等速自在継手の横断面図である。 図１４に示すトリポード型等速自在継手の無負荷時の要部拡大断面図である。 ローラ案内面の外側案内面が凸曲面であり、ローラ案内面の内側案内面がテーパ面であるトリポード型等速自在継手の横断面図である。 外側ローラの外周面は、内側面が円錐面とされるとともに、外側面が凸曲面とされ、ローラ案内面の外側案内面が凹曲面であり、ローラ案内面の内側案内面が凸曲面であるトリポード型等速自在継手の要部拡大断面図である。 外側ローラの外周面は、内側面が凸曲面とされるとともに、外側面が円錐面とされ、ローラ案内面の外側案内面が凸曲面であり、ローラ案内面の内側案内面が凹曲面であるトリポード型等速自在継手の要部拡大断面図である。 図１４に示すトリポード型等速自在継手の遠心力負荷時の要部拡大断面図である。 図１４に示すトリポード型等速自在継手の無負荷時において、外側ローラの外端面とこれを受ける内鍔部との隙間と、外側ローラの外方側面とローラ案内面との隙間との関係を示す要部拡大断面図である。 図１６に示すトリポード型等速自在継手の遠心力負荷時の要部拡大断面図である。 図１６に示すトリポード型等速自在継手の無負荷時において、外側ローラの外端面とこれを受ける内鍔部との隙間と、外側ローラの外方側面とローラ案内面との隙間との関係を示す要部拡大断面図である。 図１７に示すトリポード型等速自在継手の遠心力負荷時の要部拡大断面図である。 図１７に示すトリポード型等速自在継手の無負荷時において、外側ローラの外端面とこれを受ける内鍔部との隙間と、外側ローラの外方側面とローラ案内面との隙間との関係を示す要部拡大断面図である。 図１８に示すトリポード型等速自在継手の遠心力負荷時の要部拡大断面図である。 図１８に示すトリポード型等速自在継手の無負荷時において、外側ローラの外端面とこれを受ける内鍔部との隙間と、外側ローラの外方側面とローラ案内面との隙間との関係を示す要部拡大断面図である。 外側ローラの外周面は、外方側面と内方側面が円錐面で、ローラ案内面の外側案内面及び内側案内面が凸曲面であり、トリポード部材の脚軸の外径面断面形状が凸曲面とされ、内側ローラの内径面が円筒面とされているトリポード型等速自在継手の要部拡大断面図である。 外側ローラの外周面は、外方側面と内方側面とが円錐面で、ローラ案内面は、外側案内面がテーパ面であり、内側案内面が凸曲面であり、トリポード部材の脚軸の外径面断面形状が凸曲面とされ、内側ローラの内径面が円筒面とされているトリポード型等速自在継手の要部拡大断面図である。 外側ローラの外周面は、内方側面（内側面）が円錐面とされるとともに、外方側面（外側面）が凸曲面とされ、ローラ案内面の外側案内面が凹曲面であり、ローラ案内面の内側案内面が凸曲面であり、トリポード部材の脚軸の外径面断面形状が凸曲面とされ、内側ローラの内径面が円筒面とされているトリポード型等速自在継手の要部拡大断面図である。 ローラカセットの前後傾きを示す従来のトリポード型等速自在継手の縦断面図である。 ローラカセットの左右傾きを示す従来のトリポード型等速自在継手の横断面図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図２９に基づいて説明する。本発明に係るトリポード型等速自在継手は、図１と図２に示すように、トリポード型等速自在継手は、外側継手部材３１と、内側継手部材としてのトリポード部材３２と、トルク伝達部材としてのローラ機構３３とを備える。

外側継手部材３１は一端にて開口したカップ状のマウス部３４と、マウス部３４の底壁から突設されるステム部３５を有し、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝３６が形成してある。マウス部３４は、横断面で見ると、図２に示すように、大径部３４ａと小径部３４ｂが交互に現れる非円筒形状である。すなわち、マウス部３４は、大径部３４ａと小径部３４ｂとを形成することによって、その内周面に、軸方向に延びる３本の前記トラック溝３６が形成される。

各トラック溝３６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）３７、３７が形成される。また、内径面においては、円周方向に交互に現れる小内径部４５と大内径部４６をローラ案内面３７で接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材３１は、円周方向に向き合ったローラ案内面３７と両ローラ案内面３７，３７間に設けられた大内径部４６からなるトラック溝３６が内周の三箇所に形成されるものである。

トリポード部材３２はボス部３８と脚軸３９とを備える。ボス部３８にはその軸心孔４０の内径面には雌スプライン４０ａが形成され、この軸心孔４０にシャフト５０の端部雄スプライン５０ａが嵌入される。このため、ボス部３８の雌スプライン４０ａにシャフト５０の雄スプライン５０ａが噛合することになる。脚軸３９はボス部３８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。なお、軸心孔４０から突出したシャフト５０の端部には、抜け止め用の止め輪５１が装着されている。

ローラ機構３３は、トリポード部材３２の脚軸３９に首振り揺動自在に嵌合されるものであって、内側ローラ４１と、外側ローラ４２と、内側ローラ４１と外側ローラ４２との間に介在される針状ころ４３とを備える。なお、ローラ機構３３をローラカセットと呼ぶ場合がある。

内側ローラ４１の円筒形外周面４１ａ（図２及び図３参照）を内側軌道面とし、外側ローラ４２の円筒形内周面４２ａ（図２及び図３参照）を外側軌道面として、これらの内外軌道面間に針状ころ４３が転動自在に介在する。針状ころ４３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。なお、外側ローラ４２の内周面の軸方向両端部に環状溝が形成され、各環状溝には針状ころ４３の抜け止め用のワッシャ４７，４８が装着されている。

脚軸３９の外周面は、縦断面で見ると脚軸３９の軸線と平行なストレート形状であり、横断面で見ると、長軸が継手の軸線に直交する楕円形状である。脚軸３９の断面形状は、トリポード部材３２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３９の断面形状は、トリポード部材３２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。

内側ローラ（支持リング）４１の内周面は、円弧状凸断面を有する。このことと、脚軸３９の横断面形状が上述のように略楕円形状であり、脚軸３９と内側ローラ４１との間には所定のすきまが設けてあることから、内側ローラ４１は脚軸３９の軸方向での移動が可能であるばかりでなく、脚軸３９に対して首振り揺動自在である。

また、外側継手部材３１の開口部はブーツ５５で密封されている。ここで、ブーツ５５は、大径部５５ａと、小径部５５ｂと、大径部５５ａと小径部５５ｂとを連結する蛇腹部５５ｃとからなる。このため、大径部５５ａが外側継手部材３１の開口部外径面に形成されたブーツ装着部３１ａに外嵌され、大径部５５ａに装着されるブーツバンド５６を締め付けることによって、大径部５５ａが外側継手部材３１のブーツ装着部３１ａに固定される。

シャフト５０には、周方向凹溝５０ｂ１を有するブーツ装着部５０ｂが設けられている。そして、このブーツ装着部５０ｂにブーツ５５の小径部５５ｂが外嵌され、小径部５５ｂに装着されるブーツバンド５６を締め付けることによって、小径部５５ｂがシャフト５０のブーツ装着部５０ｂに固定される。

ところで、ローラ機構３３の外側ローラ４２の外周面６０は、図４に示すうように、外方側面６０ａと内方側面６０ｂとを有する。この場合、外方側面６０ａが凸曲面とされるとともに、内方側面６０ｂがテーパ面（円錐面）とされる。このため、外側ローラ４２の軸心線Ｌ１（図１及び図３参照）と直交するとともに外側ローラ４２の中心点Ｏａ（図１及び図３参照）を通る平面Ｈに関して非対称に配設される。図１に示す状態では、シャフト５０の軸心Ｌに対して、脚軸３９の軸心Ｌｏが直交し、外側ローラ４２の軸心線Ｌ１と脚軸３９の軸心Ｌ１とが一致している。なお、内方側面６０ｂがテーパ面（円錐面）のテーパ角θ_R（図４参照）としては、６０°〜８０°程度としている。

また、ローラ案内面３７も、図４に示すように、外方案内面３７ａと内方案内面３７ｂとを有し、外方案内面３７ａは外方側面６０ａの凸曲面と線接触をなす凹曲面とし、内方案内面３７ｂは内方側面６０ｂの円錐面と点接触をなす凸曲面としている。外側ローラ４２の外方側面６０ａの曲率半径をＲ_Rとし、ローラ案内面３７の外方案内面３７ａの曲率半径をＲ_Tとしたときに、Ｒ_R≒Ｒ_Tとする。ここで、内方案内面３７ｂの曲率半径Ｒとしては、Ｒ_R（Ｒ_T）と同程度である。なお、図４において、Ｓは外側ローラ４２の外周面６０とローラ案内面３７との接触部を示している。

このように構成することによって、機構上トルク伝達面であるローラ（外側ローラ）４２とローラ案内面３７の接触部Ｓである凸曲面と凹曲面とが線接触となる。この線接触と、テーパ面と凸曲面との接触で外側ローラ中心回りに回転する動きを抑えることによって、ローラカセット３３の左右傾きを抑制することができる。ここで、左右傾きとは、図３１に示すように、相対向するローラ案内面７，７に対して外側ローラ１２がその軸心Ｏａを中心として、矢印Ａ、Ｂのように揺動することである。また、外側ローラ４２の外方側面６０ａは円環面であるため、前後傾き（図３１に示すように、外側ローラ１２がその軸心Ｏａを中心として、矢印Ｃ、Ｄのように揺動すること）が抑制される。

従って、このトリポード型等速自在継手では、ローラカセット３３はトラック溝３６に対し水平に保たれ、トルク伝達箇所以外での外側ローラ４２と外側継手部材３１との接触を防止し、作動角をとった場合においても、摺動抵抗が低い等速自在継手となる。

曲率半径Ｒ_Rと曲率半径Ｒ_Tに僅かな差が生じても、トルク負荷時には弾性変形によりべた当たり（線接触）となる。このため、接触面圧を低く抑えられると共に、外側ローラ４２がローラ案内面３７の凹曲面上を滑って左右傾きが発生しようとしても、案内面３７の凸曲面と外側ローラ４２の円錐面（テーパ面）が接触することで、外側ローラ４２の左右傾きが生じない。

このように、図１等に示すトリポード型等速自在継手では、ローラ機構（ローラカセット）３３の左右傾きおよび前後傾きを有効に防止でき、外側ローラ４２とトラック溝３６との接触部Ｓ（図４参照）での転がり摺動抵抗が大きくならない。このため、摺動抵抗に起因する振動を減少させることができ、ＮＶＨ特性の向上を図ることが可能なトリポード型等速自在継手を得ることができる。

また、ローラ案内面３７の凹曲面と外側ローラ４２と凸曲面との接触面の端（外径端）の接触角度θｃ（図４参照）を１０°以上とするのが好ましい。このように設定することによって、楔作用を低減できる。つまり、外側ローラ４２の転がり抵抗を小さくできる。このため、高い低振動性能を発揮することができる。この場合、線接触部位の最大接触角（外側ローラ４２とトラック溝３６のローラ案内面３７の最大接触角）を１０°〜３０°に設定することができる。最大接触角が１０°未満であれば、トルク無負荷時に楔角（接触角）が小さく、その時の摺動抵抗が大きくなる。また、最大接触角が３０°より大きい場合、トラック溝３６との接触でローラ中央寄りと幅面寄りで転がり周速差が大きくなり回転抵抗が増大し、低振動化効果が低減する。このため、接触角度は、２０°±５°が好適であると言える。

このため、図３に示すように楔角θを、従来の図３１に示すトリポード型等速自在継手の楔角θよりも大きくすることが可能となり、楔効果による外側ローラ４２の噛み込み発生を有利に抑制することができる。

ところで、図１〜図４に示すトリポード型等速自在継手では、外方側面６０ａを凸曲面とするとともに、内方側面６０ｂをテーパ面（円錐面）としていたが、図５に示すように、外方側面６０ａをテーパ面（円錐面）とするとともに、内方側面６０ｂを凸曲面としてもよい。

このため、図５に示すトリポード型等速自在継手では、トラック溝３６のローラ案内面３７は、その外方案内面３７ａを、円錐面と点接触をなす凸曲面とし、内方案内面３７ｂを、凸曲面と線接触をなす凹曲面としている。この場合も、線接触部位の最大接触角（外側ローラ４２とトラック溝３６のローラ案内面３７の最大接触角）を１０°〜３０°に設定し、外側ローラ４２の内方側面６０ｂの曲率半径をＲ_Rとし、ローラ案内面３７の内方案内面３７ｂの曲率半径をＲ_Tとしたときに、Ｒ_R≒Ｒ_Tとする。さらには、外方側面６０ａのテーパ面（円錐面）のテーパ角θ_Rとしては、６０°〜８０°程度としている。

従って、図５に示すトリポード型等速自在継手においても、図１〜図４に示すトリポード型等速自在継手と同様の作用効果を奏することができる。なお、図５において、Ｓは外側ローラ４２の外周面６０とローラ案内面３７との接触部を示している。

図６に示すトリポード型等速自在継手は、トリポード部材３２の脚軸３９の外径面３９ａが凸曲面とされ、内側ローラ４１の内径面４１ｂが円筒面とされている。すなわち、図６に示すトリポード型等速自在継手は、トリポード部材３２の脚軸３９の外径面３９ａが凸曲面のタイプにおいて、外側ローラ４２を図１〜図４に示すタイプのものを使用し、これに合わせて外側継手部材３１を図１〜図４に示すタイプのものを使用している。

このため、図６に示すトリポード型等速自在継手においても、図１〜図４に示すトリポード型等速自在継手と同様の作用効果を奏することができる。しかも、ローラ機構（ローラカセット）３３が脚軸（トラニオン）３９に対して旋回変向運動することが可能であり、ローラ機構３３と脚軸（トラニオン）３９とは脚軸３９の軸線方向に相対移動可能となる。

また、図７に示すトリポード型等速自在継手では、内側ローラ４１の内径面４１ｂが、脚軸３９の外径面３９ａの凸曲面に嵌合する凹曲面とされている。図７に示すトリポード型等速自在継手においても、図１〜図４に示すトリポード型等速自在継手と同様の作用効果を奏することができる。しかも、ローラ機構（ローラカセット）３３が脚軸（トラニオン）３９に対して安定して旋回変向運動することが可能である。図７に示す等速自在継手では、図６に示す等速自在継手と脚軸３９の外径面３９ａと内側ローラ４１の内径面４１ｂとの嵌合状態が異なるだけで、その他は同じである。

次に、図８〜図１１に示すトリポード型等速自在継手では、外側ローラ４２の外方側面６０ａをテーパ面（円錐面）とするとともに、内方側面６０ｂをテーパ面（円錐面）としている。この場合、外方側面６０ａと内方側面６０ｂとは、外側ローラ４２の軸心線と直交するとともに外側ローラ４２の中心点Ｏａを通る平面Ｈに関して対称に配設されている。

また、トラック溝３６のローラ案内面３７を、外側ローラ４２の外方側面６０ａと内方側面６０ｂとに対応して、外方案内面３７ａ及び内方案内面３７ｂをそれぞれ凸曲面としている。

この場合、外方案内面３７ａ及び内方案内面３７ｂの曲率半径Ｒとしては、無負荷状態で、図１０に示すように、外方案内面３７ａと外方側面６０ａとは点接触をなし、内方案内面３７ｂと内方側面６０ｂとは点接触をなす。また、トルク負荷時状態では、図１１に示す状態では、接触部が弾性変形して、外方案内面３７ａと外方側面６０ａとは線接触をなすとともに、内方案内面３７ｂと内方側面６０ｂとは線接触をなすものである。

このため、この線接触が左右傾きおよび前後傾きを抑制しローラカセット３３をトラック溝３６に対し水平に保つことで、トルク伝達箇所以外での外側ローラ４２と外側継手部材との接触を防止し、作動角をとった場合においても、摺動抵抗が低い等速自在継手を可能とする。

また、このトリポード型等速自在継手の外側継手部材３１のトラック溝３６に、トルク無負荷時における遠心力によって外側ローラ４２の外端面を受ける内鍔部６１を設けている。この場合、図１３に示すように、外側継手部材３１の内鍔部６１と外側ローラ４２の外端面との間の寸法をａとし、外側ローラ４２の外周面６０の外方側面６０ａと、ローラ案内面３７の外方案内面３７ａとの間の隙間をｂとしたときに、ａ＜ｂに設定する。

これによって、トルク無負荷時に遠心力によって、外側ローラ４２が外側継手部材３１に押し付けられた場合、図１２に示すように、外側ローラ４２は、ローラカセット３３の外側ローラ４２の軸心線Ｌ１に直交するとともに外側ローラ４２の軸心（中心）Ｏａを通る平面ＨはＨ´のように外径方向に移動し、内鍔部６１が接触することになる。

しかしながら、ａ＜ｂに設定しているので、ローラ案内面３７に接触する前に内鍔部６１が接触することになる。このため、外側ローラ４２の外周面６０とローラ案内面３７との間に楔効果は発生せず、トルク無負荷時においても高い低振動性能を実現できる。

ところで、図８〜図１１に示すトリポード型等速自在継手では、外側ローラ４２の外方側面６０ａと内方側面６０ｂは、外側ローラ４２の軸心線と直交するとともに外側ローラ４２の中心点を通る平面Ｈとなす角度θ_R（この角度をローラ外径円錐面の角度と呼ぶ場合がある）を６０°〜８０°とするのが好ましい。

ローラ外径円錐面の角度θ_Rが６０°未満であれば、外側ローラ４２は、トラック溝３６との接触でローラ中央寄りと幅面寄りで転がり周速差が大きくなり回転抵抗を増大させることになる。さらに接触荷重も大きくなることからその角度以上が望ましい。また、８０°より大きな場合（８０°を越えた場合）、外側ローラ４２の前後傾きの姿勢制御効果が小さくなることになる。これにより、非負荷側との接触が発生しやすくなり回転抵抗が発生することからその角度以下が望ましい。このため、円錐面の角度は、７０°±５°が好適であると言える。なお、図１０、図１１、及び図１２において、Ｓは外側ローラ４２の外周面６０とローラ案内面３７との接触部を示している。図１２のＳ１は外側ローラ４２の外端面と外側継手部材３１の内鍔部６１との接触部を示している。

また、図１４と図１５に示すトリポード型等速自在継手は、外側ローラ４２の外方側面６０ａをテーパ面（円錐面）とするとともに、内方側面６０ｂをテーパ面（円錐面）としているが、外側継手部材３１のローラ案内面３７の外方案内面３７ａを外方側面６０ａのテーパ面に対向するテーパ面とし、ローラ案内面３７の内方案内面３７ｂを凸曲面としている。このため、トルク無負荷状態で、外方側面６０ａのテーパ面（円錐面）と外方案内面３７ａのテーパ面とが線接触となり、内方側面６０ｂのテーパ面（円錐面）と内方案内面３７ｂとが点接触となる。

この場合も、図１５に示すように、外方側面６０ａのテーパ面（円錐面）のなす角度θ_R、及び内方側面６０ｂをテーパ面（円錐面）のなす角度θ_Rをそれぞれ６０°〜８０°としている。また、外方案内面３７ａのテーパ面のなす角度θ_Tも６０°〜８０°としている。すなわち、θ_R≒θ_Tに設定される。

このため、図１４と図１５に示すように、機構上トルク伝達面である外側ローラ４２とローラ案内面３７の接触部は、トルク無負荷状態で、外側ローラ４２の軸心線と直交するとともに外側ローラ４２の中心点Ｏａを通る平面Ｈよりも外径側において、線接触（直線接触）となる。この直線接触が、ローラカセット（ローラ機構）３３の左右傾きを抑制し、さらに、ローラカセット３３が前後傾きしようとすると、内方側面６０ｂと外方案内面３７ｂの接触点がローラ幅方向内方寄りに移動し、ローラ中心が案内面から離れる事になる為、トルク負荷による接触力によりローラは案内面に押し付けられる作用により前後傾きが抑制される。これによって、ローラカセット（ローラ機構）３３はトラック溝に対し水平に保たれ、トルク伝達箇所以外でのローラ（外側ローラ４２）と外側継手部材との接触を防止し、作動角をとった場合においても、摺動抵抗が低い等速自在継手となる。

ローラ案内面３７の外方案内面３７ａのみテーパトラックにすることで、外側ローラ４２のテーパと外側継手部材３１のテーパとの間に僅かなテーパ角度差が生じても、内方案内面３７ｂでそれを吸収し、内径側で直線当りが確保され、狙いの機能（低振動性能に優れた機能）を持った等速自在継手（摺動抵抗が低い等速自在継手）を可能とする。

図１６に示すトリポード型等速自在継手では、外側ローラ４２の外方側面６０ａをテーパ面（円錐面）とするとともに、内方側面６０ｂをテーパ面（円錐面）としているが、外側継手部材３１のローラ案内面３７の外方案内面３７ａを凸曲面とし、ローラ案内面３７の内方案内面３７ｂを、内方側面６０ｂのテーパ面に対向するテーパ面としている。このため、トルク無負荷状態で、外方側面６０ａのテーパ面（円錐面）と外方案内面３７ａのテーパ面とが線接触となり、内方側面６０ｂのテーパ面（円錐面）と内方案内面３７ｂとが点接触となる。（すなわち、内方案内面３７ｂの曲率半径Ｒは、このように点接触となる大きさである。）

この場合も、外方側面６０ａのテーパ面（円錐面）のなす角度θ_R、及び内方側面６０ｂのテーパ面（円錐面）のなす角度θ_Rをそれぞれ６０°〜８０°としている。また、内方案内面３７ｂのテーパ面のなす角度θ_Tも６０°〜８０°としている。すなわち、θ_R≒θ_Tに設定される。

この図１６に示すように構成されたトリポード型等速自在継手では、機構上トルク伝達面である外側ローラ４２とローラ案内面３７の接触部は、トルク無負荷状態で、外側ローラ４２の軸心線と直交するとともに外側ローラ４２の中心点Ｏａ（図１４参照）を通る平面Ｈよりも内径側において、線接触（直線接触）となる。このため、図１６に示すように構成されたトリポード型等速自在継手でも、図１５に示すトリポード型等速自在継手と同様の作用効果を奏する。なお、図１５と図１６において、Ｓは外側ローラ４２の外周面６０とローラ案内面３７との接触部を示している。

図１７に示すトリポード型等速自在継手では、外側ローラ４２の外周面６０の外方側面６０ａを凸曲面とし、内方側面６０ｂを円錐面としている。また、外側継手部材３１のローラ案内面３７の外方案内面３７ａを、外方側面６０ａの凸曲面に嵌合状となる凹曲面とし、ローラ案内面３７の内方案内面３７ｂを凸曲面としている。

この場合も、内方側面６０ｂのテーパ面（円錐面）のなす角度θ_Rを６０°〜８０°としている。また、外側ローラ４２の外方側面６０ａの曲率半径をＲ_Rとし、ローラ案内面３７の外方案内面３７ａの曲率半径をＲ_Tとしたときに、Ｒ_R≒Ｒ_Tとする。内方側面６０ｂのテーパ面（円錐面）のなす角度θ_Rをそれぞれ６０°〜８０°としている。また、内方案内面３７ｂのテーパ面のなす角度θ_Tも６０°〜８０°としている。すなわち、θ_R≒θ_Tに設定される。線接触部位の最大接触角（外側ローラ４２とトラック溝３６のローラ案内面３７の最大接触角）を１０°〜３０°に設定することができる。

トルク無負荷状態で、機構上トルク伝達面である外側ローラ４２とローラ案内面３７との接触部Ｓである凸曲面と凹曲面とが線接触となる。この線接触と、テーパ面と凸曲面との接触で外側ローラ中心回りに回転する動きを抑制でき、ローラカセット３３の左右傾きを抑制することができる。さらにローラカセット３３が前後傾きしようとすると、内方側面６０ｂと外方案内面３７ｂの接触点がローラ幅方向内方寄りに移動し、ローラ中心が案内面から離れる事になる為、トルク負荷による接触力によりローラは案内面に押し付けられる作用により前後傾きが抑制される。これによって、ローラカセット（ローラ機構）３３はトラック溝３６に対し水平に保たれ、トルク伝達箇所以外での外側ローラ４２と外側継手部材３１との接触を防止し、作動角をとった場合においても、摺動抵抗が低い等速自在継手となる。

しかも、図１７に示すトリポード型等速自在継手では、曲率半径Ｒ_Rと曲率半径Ｒ_Tに僅かな差が生じても、トルク負荷時には弾性変形によりべた当たり（線接触）となり、接触面圧を低く抑えられると共に、外側ローラ４２がトラック溝上を滑って左右傾きが発生しようとしても、内方案内面３７ｂと外側ローラ４２のテーパ面が接触することで、ローラカセット（ローラ機構）３３の左右傾きが生じない。

図１８に示すトリポード型等速自在継手では、外側ローラ４２の外周面６０の外方側面６０ａを円錐面とし、内方側面６０ｂを凸曲面としている。また、外側継手部材３１のローラ案内面３７の外方案内面３７ａを、凸曲面とし、ローラ案内面３７の内方案内面３７ｂを内方側面６０ｂの凸曲面に嵌合状となる凹曲面としている。

この場合も、外方側面６０ａのテーパ面（円錐面）のなす角度θ_Rを６０°〜８０°としている。また、外側ローラ４２の内方側面６０ｂの曲率半径をＲ_Rとし、ローラ案内面３７の内方案内面３７ｂの曲率半径をＲ_Tとしたときに、Ｒ_R≒Ｒ_Tとする。線接触部位の最大接触角（外側ローラ４２とトラック溝３６のローラ案内面３７の最大接触角）を１０°〜３０°に設定することができる。

図１８に示すトリポード型等速自在継手では、トルク無負荷状態で、外方側面６０ａのテーパ面（円錐面）と外方案内面３７ａの凸曲面とが点接触し、内方側面６０ｂの凸曲面と内方案内面３７ｂの凹曲面とが線接触する。

このため、この図１８に示すトリポード型等速自在継手であっても、図１７に示すリポード型等速自在継手と同様の作用効果を奏する。なお、図１７と図１８において、Ｓは外側ローラ４２の外周面６０とローラ案内面３７との接触部を示している。

ところで、図１５、図１６、図１７、及び図１８に示すトリポード型等速自在継手も、それぞれ、図１９〜図２６に示すように、外側継手部材３１のトラック溝３６に、トルク無負荷時における遠心力によって外側ローラ４２の外端面を受ける内鍔部６１を設けている。図２０、図２２、図２４、及び図２６に示すように、外側継手部材３１の内鍔部６１と外側ローラ４２の外端面との間の寸法をａとし、外側ローラ４２の外周面６０の外方側面６０ａと、ローラ案内面３７の外方案内面３７ａとの間の隙間をｂとしたときに、ａ＜ｂに設定する。このため、外側ローラ４２の外周面６０とローラ案内面３７との間に楔効果は発生せず、トルク無負荷時においても高い低振動性能を実現できる。

図１９及び図２０は、図１４及び図１５に示すトリポード型等速自在継手に対応し、図２１及び図２２は、図１６に示すトリポード型等速自在継手に対応し、図２３および図２４は、図１７に示すトリポード型等速自在継手に対応し、図２５及び図２６は、図１８に示すトリポード型等速自在継手に対応している。なお、図１９、図２１、図２３、及び図２５において、Ｓは外側ローラ４２の外周面６０とローラ案内面３７との接触部を示し、Ｓ１は外側ローラ４２の外端面と外側継手部材３１の内鍔部６１との接触部を示している。

図２７が、図１０等に示す外側ローラ４２の外端面を受ける内鍔部６１を設けたトリポード型等速自在継手において、ローラ機構３３の内側ローラ４１を、図６に示すようなトリポード部材３２の脚軸３９の外径面３９ａが凸曲面とされ、内側ローラ４１の内径面４１ｂが円筒面とされている。

図２８も、図１４〜図１６に示す等速自在継手のように、外側ローラ４２の外周面６０の外方側面６０ａをテーパ面（円錐面）とするとともに、内方側面６０ｂをテーパ面（円錐面）とし、かつ、外側継手部材３１のローラ案内面３７の外方案内面３７ａを外方側面６０ａのテーパ面に対向するテーパ面とし、外側継手部材３１のローラ案内面３７の内方案内面３７ｂを凸曲面としている。

図２９も、図２１〜図２３に示す等速自在継手のように、外側ローラ４２の外周面６０の外方側面６０ａを凸曲面とし、内方側面６０ｂを円錐面としている。また、ローラ案内面３７の外方案内面３７ａを、外方側面６０ａの凸曲面に嵌合状となる凹曲面とし、ローラ案内面３７の内方案内面３７ｂを凸曲面としている。

このため、これらのトリポード型等速自在継手は、トリポード部材３２の脚軸３９の外径面３９ａが凸曲面とし、しかも、図２７に示すものでは、図８等に示すトリポード型等速自在継手と同様の作用効果を奏し、図２８に示すものでは、図１４等に示すトリポード型等速自在継手と同様の作用効果を奏し、図２９に示すものでは、図２１等に示すトリポード型等速自在継手と同様の作用効果を奏する。

前記各トリポード型等速自在継手は、外側ローラ４２の外周面６０に、円錐面、凸曲面、及び／又は凹曲面を、設けたり、ローラ案内面に、テーパ面、凸曲面及び／又は凹曲面を設けたりすればよい。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、前記各実施形態では、ローラ機構３３としては、内側ローラ４１と外側ローラ４２とを有するいわゆるダブルローラタイプである。また、図２７〜図２９に示すトリポード型等速自在継手において、内側ローラ４１の内径面４１ｂを凹曲面とした図７に示すタイプのトリポード型等速自在継手としてもよい。

３１ 外側継手部材
３２ トリポード部材
３３ ローラ機構（ローラカセット）
３６ トラック溝
３７ ローラ案内面
３７ａ 外方案内面
３７ｂ 内方案内面
３９ 脚軸
３９ａ 外径面
４１ 内側ローラ
４１ｂ 内径面
４２ 外側ローラ
６０ 外周面
６０ａ 外方側面
６０ｂ 内方側面
６１ 内鍔部

Claims (9)

1. 内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びる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それぞれ装着されて、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、このローラ機構の外側ローラが前記外側継手部材のトラック溝の前記ローラ案内面に沿って摺動するトリポード型等速自在継手において、前記ローラ機構の外側ローラの外周面は、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面に関して非対称に配設される外方側面と内方側面とを有し、外方側面と内方側面とのいずれか一方を凸曲面とするとともに他方を円錐面とし、前記トラック溝のローラ案内面は、前記外方側面を案内する外方案内面と、前記内方側面を案内する内方案内面とを有し、前記外方案内面と前記内方案内面とのいずれかの案内面を、前記外側ローラ側の凸曲面と線接触をなす凹曲面とし、他方の案内面を前記外側ローラ側の円錐面と点接触をなす凸曲面としたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
2. 内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びる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それぞれ装着されて、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、このローラ機構の外側ローラが前記外側継手部材のトラック溝の前記ローラ案内面に沿って摺動するトリポード型等速自在継手において、 前記ローラ機構の外側ローラの外周面は、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面に関して対称に配設される外方側面と内方側面とを有し、外方側面と内方側面とは円錐面であり、かつ、前記トラック溝のローラ案内面は、前記外方側面を案内する外方案内面と、前記内方側面を案内する内方案内面とを有し、前記外方案内面と内方案内面とは、トルク無負荷状態で、前記外方案内面と外方側面、及び前記内方案内面と内方側面が点接触となり、トルク負荷状態で、前記外方案内面と外方側面、及び前記内方案内面と内方側面とが弾性変形により線接触となる凸曲面とし、さらに、外側継手部材のトラック溝に、トルク無負荷時における遠心力によって前記外側ローラの外端面を受ける内鍔部を設けたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
3. 内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びる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それぞれ装着されて、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、このローラ機構の外側ローラが前記外側継手部材のトラック溝の前記ローラ案内面に沿って摺動するトリポード型等速自在継手において、 前記ローラ機構の外側ローラの外周面は、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面に関して対称に配設される外方側面と内方側面とを有し、外方側面と内方側面とは円錐面であり、かつ、前記トラック溝のローラ案内面は、前記外方側面を案内する外方案内面と、前記内方側面を案内する内方案内面とを有し、前記外方案内面と前記内方案内面とのいずれかの案内面を、トルク無負荷状態で、相手側とで線接触となるテーパ面とするとともに、他方の案内面を、トルク無負荷状態で、相手側とで点接触となる凸曲面とし、さらに、外側継手部材のトラック溝に、トルク無負荷時における遠心力によって前記外側ローラの外端面を受ける内鍔部を設けたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
4. 内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びる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それぞれ装着されて、脚軸に対して首振り揺動自在なローラ機構とを備え、このローラ機構の外側ローラが前記外側継手部材のトラック溝の前記ローラ案内面に沿って摺動するトリポード型等速自在継手において、 前記ローラ機構の外側ローラの外周面は、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面に関して非対称に配設される外方側面と内方側面とを有し、かつ、外方側面と内方側面との一方の側面を円錐面とするとともに、他方の側面を凸曲面とし、前記トラック溝のローラ案内面は、前記外方側面を案内する外方案内面と、前記内方側面を案内する内方案内面とを有し、前記外方案内面と前記内方案内面とのいずれかの案内面を、トルク無負荷状態で、相手側とで線接触となる円筒面とするとともに、他方の案内面を、トルク無負荷状態で、相手側とで点接触となる凸曲面とし、さらに、外側継手部材のトラック溝に、トルク無負荷時における遠心力によって前記外側ローラの外端面を受ける内鍔部を設けたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
5. 前記外側ローラの円錐面と、外側ローラの軸心線と直交するとともに外側ローラの中心点を通る平面とのなす角度を、６０°〜８０°に設定したことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のトリポード型等速自在継手。
6. 線接触部位の最大接触角を１０°〜３０°に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のトリポード型等速自在継手。
7. 前記ローラ機構が、トリポード部材の脚軸に外嵌される内側ローラと、この内側ローラの外周側に周方向に沿って複数本が配設される針状ころと、この針状ころを介して前記内側ローラの外周側に配設される前記外側ローラとを備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のトリポード型等速自在継手。
8. トリポード部材の脚軸の外径面断面形状が凸曲面とされ、前記内側ローラの内径面が円筒面とされていることを特徴とする請求項７に記載のトリポード型等速自在継手。
9. トリポード部材の脚軸の外径面断面形状が凸曲面とされ、前記内側ローラの内径面が脚軸の凸曲面に嵌合する凹曲面とされていることを特徴とする請求項７に記載のトリポード型等速自在継手。

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