JPH064103Y2

JPH064103Y2 - 等速自在継手

Info

Publication number: JPH064103Y2
Application number: JP1986144921U
Authority: JP
Inventors: 文雄星川
Original assignee: エヌティエヌ株式会社
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2001-09-19
Also published as: JPS6351932U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、主として前輪駆動式の自動車に適用される
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。

〔従来の技術およびその問題点〕

この種、従来の等速自在継手として、例えば第１０図に
示すように、外輪１の内面に軸方向の三本の円筒形トラ
ック溝２を形成し、その外輪１の内側に配置したトリポ
ード部材３に半径方向の脚軸４を突設し、各脚軸４の外
側に球面ローラ５を回転可能に、且つ軸方向にスライド
可能に嵌合し、その球面ローラ５を上記トラック溝２の
両側のローラ案内面６に係合されたものが知られてい
る。

上記トリポード型等速自在継手において、外輪１とトリ
ポード部材３とが作動角をとる状態で回動力を伝達する
場合を考えると、各球面ローラ５と円筒形トラック溝２
のローラ案内面６とは、第１０図及び第１１図に示すよ
うに互に斜交する関係となり、球面ローラ５に正しい転
がり運動をさせることができない。

即ち、球面ローラ５は第１０図の矢印イで示す方向に転
がり移動しようとするのに対し、トラック溝２は円筒形
であって、外輪１の軸芯に平行であるため、球面ローラ
５はトラック溝２に拘束されながら移動することにな
る。

この結果、トラック溝２のローラ案内面６と球面ローラ
５相互間において、滑りが生じて発熱し、更にこの滑り
が軸方向のスラスト力を誘起し、振動発生の原因とな
る。

第１２図は継手の位相角と誘起スラスト力との関係を示
すグラフである。

この誘起スラスト力発生のメカニズムを第９図によって
説明する。

第９図は外輪１とトリポード部材３が作動角をとる状態
で回動力を伝達する場合の各部材の位置関係を示す。

継手が回転すると、トリポード部材３の脚軸４に嵌合さ
れた球面ローラ５が外輪ローラ案内面６に拘束されなが
ら外輪軸方向に往復運動を繰り返す。このとき３個の各
球面ローラ５は第９図に示す如く、点ＰからＰ′、点Ｑ
から点Ｑ′、点Ｒから点Ｒ′へと夫々摺動し、次いでそ
の反対方向へと方向を変え、継手１回転でローラ案内面
６上を１往復する。このような運動をするローラ案内面
６と球面ローラ５間で、動力伝達継手として当然のこと
ながら作用している接触力により、軸方向にスラスト力
を誘起する。

継手回転時に夫々の球面ローラ５によって発生するスラ
スト力の方向及びその大きさは回転位相によって変動
し、第９図に示す如く２個の球面ローラ５は、外輪１の
左方向に、又１個の球面ローラ５は右方向に夫々引張
り、圧縮のスラスト力を誘起させる。

このように３個の球面ローラ５により発生するスラスト
力の総和は、第１２図に示すように継手１回により３回
の周期をもって正逆変動し、その変動の振幅が大きいこ
とにより、自動車に種々の振動問題を発生させている。

このような問題を解決する一つの手段として、第１３図
に示すものがある（特公昭５７−１３２１１号公報参
照）。この場合は、内側リング５ａと外側リング５ｂと
の間に中間リング５ｃを介在し、内側リング５ａと中間
リング５ｃの間は球面接触とし、中間リング５ｃと外側
リング５ｂとの間に転動体７が介在される。

上記の自在継手は、作動角をとった際に、トリポート部
材５の脚軸４と一体に内側リング５ａが中間リング５ｃ
の内側で首振り（調心）し、中間リング５ｃと転動体７
及び外側リング５ｂはトラック溝２に嵌ったままで正常
に転動することができる。

しかし、首振りが内側リング５ａと中間リング５ｃの間
の球面接触部で行われるため、首振りの揺動半径が比較
的小さくなり、首振りの際のモーメントが一定であると
すると、回転半径の大きい場合に比べて球面接触部にお
ける面圧が高くなり、首振りの円滑さが損われ、或いは
早期に摩耗する等の問題がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

この考案は、従来のトリポート型等速自在継手の問題点
を解決し、自在継手の誘起スラスト力を軽減することに
より、振動の発生を防止し、また球面接触部における面
圧を小さくして、円滑に首振り運動ができるようにする
ことを技術的課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、上記の課題を解決するために、外輪に軸方
向の３本のトラック溝を形成し、外輪の内側にトリポー
ド部材を挿入し、該トリポード部材の３本の脚軸にロー
ラを回転自在に挿嵌し、該ローラを前記トラック溝の外
輪軸方向のローラ案内面に挿入した等速自在継手におい
て、上記ローラを内側リングと中間リングと外側リング
の３つのリングで構成し、前記内側リングと前記脚軸と
の間に脚軸の軸方向への移動を阻止した転動体を介在
し、前記内側リングと中間リングとの接触を円筒面接触
とすると共に、前記中間リングと外側リングとの接触を
球面接触とし、かつ、外側リングが、上記外輪のローラ
案内面によって外輪の軸線と平行に案内される外周面を
有する構成としたものである。

〔作用〕

上記の構成から成る等速自在継手は、継手が作動角をと
った際、内側リングと中間リングとの間の球面接触部で
首振りが行われ、外側リングが外輪の軸方向に形成した
トラック溝の方向に正しく転動することにより、滑り抵
抗を軽減でき継手の誘起スラスト力を軽減できる。ま
た、内側リング、中間リング及び外側リングの３つのリ
ングの間で、傾斜及び軸方向の相対移動が単独で行われ
るので、接触面間の摩耗及び発熱が少ない。

〔実施例〕

以下に、この考案の実施例を添附図面に基づいて説明す
る。

第１図乃至第４図は第１の実施例を示す。外輪１０は従
来の場合と同様に閉鎖端に第１軸１１が一体に設けら
れ、また内周面に軸方向の３本のトラック溝１２が中心
溝のまわりに１２０度の間隔をおいて形成されている。
各トラック溝１２は、両側に２つのローラ案内面１３を
有している。

外輪１０の内部に挿入されるトリポード部材１５は、第
２軸１６の一端に形成したセレーション１７に係合され
ると共に、段部１８とクリップ１９との間で抜け止め状
態に保持される。このトリポード部材１５は、３本の脚
軸２０を有し、この脚軸２０のまわりに嵌合した内側リ
ング２１、中間リング２２及び外側リング２３からなる
ローラが、回転自在に支持されている。

内側リング２１は、転動体２４を介して、脚軸２０上に
嵌合し、脚軸２０の軸方向には移動しないようにトリポ
ード部材１５の肩部２５及びガイドリング２６を介して
クリップ２７により保持されている。内側リング２１の
外周には円筒状外周面２８が形成され、中間リング２２
が、円筒状内周面３６によって外嵌されており、両リン
グは円筒面で接触している。中間リング２２は球面状外
周面２９を有し、この外周面２９に外側リング２３が、
球面状内周面３７によって外嵌されており、両リングは
球面で接触している。

尚、図示しないが、球面状内周面３７には、中間リング
２２を組み込むための切欠き等を設ける。外側リング２
３の外周にはローラ案内面１３によって案内される２つ
の円錐面３０、３１からなる外周面３３が形成されてい
る。外輪１０のローラ案内面１３は、外側リング２３の
外周面３３に対応して、角度をもって配置された２つの
平面３４、３５から構成されており、外側リング２３
は、ローラ案内面１３の２つの平面３４、３５と外側リ
ング２３の円錐面３０、３１の接触により、外輪１０の
軸線に対して平行に案内される。

第３図は、第１の実施例において、継手が作動角をもっ
た状態を示すもので、外側リング２３に対して中間リン
グ２２が首振りし、更に、中間リング２２に対して内側
リング２１が脚軸２０の軸方向に下方へ相対移動する。
このとき、転動体２４は軸方向への移動がガイドリング
２６及び肩部２５により阻止され、脚軸２０の軸方向へ
は移動しない。これにより３つのリング２１、２２、２
３の間でのみ相対移動が行われる。傾斜及び脚軸２０の
軸方向の相対移動が３つのリング間で単独に行われるの
で、屈曲作動が滑らかで、接触面間の摩耗及び発熱が少
ない。

第４図は、内側リング２１、中間リング２２及び外側リ
ング２３の相対移動を説明するための図である。作動角
をとらないときのトリポート部材１５の中心はＡであ
り、Ａは外輪１０の軸線Ｘ上にある。また、外側リング
２３は、ローラ案内面１３の中心線Ｂと一致しており、
かつ、中間リング２２の中心Ｃ及び内側リング２１の中
心Ｄもローラ案内面１３の中心線Ｂ上にある。

尚、作動角をとらない状態のときの外側リング２３の輪
郭は図示していないが、実線で示した外側リング２３の
輪郭よりも紙面の右側にずれて位置する。

次に作動角θをとると、トリポート部材１５の中心Ａは
Ａ′点に移動し、軸線Ｘより下側にずれる。この結果、
中間リング２２の中心ＣはＣ′に移動し、かつ、中間リ
ング２２は外側リング２３に対して傾斜する。また、内
側リング２１は中間リング２２に対して、脚軸２０の軸
方向に相対移動し、内側リング２１の中心ＤはＤ′に移
動する。

第５図は、第２の実施例であり、内側リング５１を鋼板
製にしたもので、コンパクトで製造コストが安いという
利点がある。内側リング５１は、転動体５４をガイドす
る両つば部６０、６１を一体に有する。他の構成は第１
実施例と同じであり、外側リング５３と中間リング５２
の間で首振りし、中間リング２２と内側リング５１の間
で脚軸５１の軸方向に相対移動する。

第６図は、第３の実施例であり、外側リング９３の外周
は円弧状外周面１０３からなり、外側リング９３の縦断
面における円弧状外周面１０３は外側リング９３の外径
よりも小さな曲率となっており、円弧状外周面１０３の
曲率半径Ｒは、外側リング９３の中心ＯからずれたＯ′
に中心をおく。外輪８０のローラ案内面８３は、外側リ
ング９３の円弧状外周面１３０の曲率半径Ｒよりも大き
な曲率の２つの円筒面１０４、１０５で構成されてお
り、外側リング９３の円弧状外周面１０３はローラ案内
面８３と２点Ｅ、Ｆでアンギュラ・コンタクトしてい
る。このアンギュラ・コンタクトにより、外側リング９
３は、外輪８０の軸線に平行に案内される。

尚、ローラ案内溝８３の中央部はグリース溜りとして有
効である。他の構成については第１実施例と同じであり
説明を省略する。

第７図は、第４の実施例であり、ローラ案内面１１３
は、平面で形成されており、その両側に肩部１３４、１
３５が形成されている。外側リング１２３の外周に円筒
面１３３が形成されており、両肩部１３４、１３５によ
って両端が案内され、これにより外輪１１０の軸線に平
行に転動する。

第８図は第５の実施例を示す。ローラ案内面１４３は、
角度をもって凸状に配置された２つの平面１６４、１６
５から構成されており、外側リング１５３は、ローラ案
内面１４３の２つの平面１６４、１６５に対応して凹状
に配置された２つの円錐面１６０、１６１から構成され
ている。

〔効果〕

以上のような構成にしたので、下記のような効果を有す
る。

（イ）．外側リングがローラ案内面の軸線方向に正しく
転動するので、滑り抵抗が低く、発熱及び誘起スラスト
力による振動を軽減できる。

（ロ）．内側リング、中間リング及び外側リングの３つ
のリングの間において、傾斜に対しては球面接触部によ
り、また脚軸の軸方向の相対移動に対しては、円筒面接
触部により単独で、かつ面接触で行われるので、作動角
をとったときの３つのリングの相対移動は滑らかで、か
つ、安定しており、内部の摩耗及び発熱も少なく、耐久
性が高い。

（ハ）．内側リング、中間リング及び外側リングの相互
間は滑り作用をなすのに対し、内側リングと脚軸間は転
動体の介在により転がり作用をなす。滑り作用をなす部
分は転がり作用をなす部分に比べて、一般に焼付をおこ
し易いが、この考案の場合は、滑り作用をなす部分が転
がり作用をなす部分に比べて半径の大きい部分に設けら
れているので、この逆の位置関係の場合に比べて滑り作
用をなす部分の面圧が低くなり、耐久性、焼付性が向上
する効果がある。

（ニ）．内側リングと中間リングとの接触を円筒面接触
とすると共に、中間リングと外側リングとの接触を球面
接触としたので、継手が作動角をとった際の首振りは、
最も外側に存在する球面接触部において行われる。従っ
て、球面接触部が内側に存在する従来のもの（第１３図
参照）に比べて揺動半径が大きくなり、モーメントが一
定であるとすると球面接触部における面圧が小さくな
り、円滑に首振り運動をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係る等速自在継手の第１の実施例
を示す縦断側面図、第２図は、同上の横断面図、第３図
は、継手が作動角をとったときの縦断側面図、第４図
は、作動角をとったときの内側リング、中間リング及び
外側リングの相対移動説明図、第５図は、第２の実施例
の要部横断面図、第６図は、第３の実施例の要部横断面
図、第７図は、第４の実施例の要部横断面図、第８図
は、第５の実施例の要部横断面図、第９図は、従来の継
手を示す縦断側面図、第１１図は、同上の球面ローラの
転がり状態を示す斜視図、第１２図は、各脚軸における
合成された誘起スラスト力を示すグラフ、第１３図は従
来の他の継手を示す縦断側面図である。１０、４０、６０、８０、１１０、１４０ ……外輪１２、４２、６２、８２、１１２、１４２ ……トラック溝１３、４３、６３、８３、１１３、１４３ ……ローラ案内面１５、４５、６５、８５、１１５、１４５ ……トリポード部材２１、５１、７１、９１、１２１、１５１ ……内側リング２２、５２、７２、９２、１２２、１５２ ……中側リング２３、５３、７３、９３、１２３、１５３ ……外側リング

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外輪に軸方向の３本のトラック溝を形成
し、外輪の内側にトリポード部材を挿入し、該トリポー
ド部材の３本の脚軸にローラを回転自在に挿嵌し、該ロ
ーラを前記トラック溝の外輪軸方向のローラ案内面に挿
入した等速自在継手において、上記ローラを内側リング
と中間リングと外側リングの３つのリングで構成し、前
記内側リングと前記脚軸との間に脚軸の軸方向への移動
を阻止した転動体を介在し、前記内側リングと中間リン
グとの接触を円筒面接触とすると共に、前記中間リング
と外側リングとの接触を球面接触とし、かつ、外側リン
グが、上記外輪のローラ案内面によって外輪の軸線と平
行に案内される外周面を有することを特徴とする等速自
在継手。