特開 2025-139922 トリポード型等速自在継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025139922

(43)【公開日】2025-09-29

(54)【発明の名称】トリポード型等速自在継手

(51)【国際特許分類】

   F16D 3/205 20060101AFI20250919BHJP

【ＦＩ】

F16D3/205 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024039013

(22)【出願日】2024-03-13

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100155457

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】板垣 卓

(72)【発明者】

【氏名】梁 正武

(72)【発明者】

【氏名】杉山 達朗

(57)【要約】

【課題】ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手において、組立性の低下や製造コストの高騰を招くことなく、トリポード部材の脚軸からのローラユニットの脱落を防止する。
【解決手段】脚軸３２の外周面が、縦断面及び横断面において、トルク伝達方向両側に膨出した凸曲線（円弧３３ａ、３３ｂ）を有する。インナリング１２の内周面１８が、脚軸３２の外周面３３と嵌合する円筒部１８ａと、円筒部１８ａの継手半径方向内側に設けられ、円筒部１８ａよりも内径側に突出し、脚軸３２の外周面の最大径Ａよりも小さい内径を有する環状突起１８ｂとを備える。脚軸３２の外周面３３の横断面における凸曲線（円弧３３ｂ）のうち、トルク伝達方向両端における曲率半径（Ｒ）が、インナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａの半径（Ｄ／２）よりも小さい。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

継手軸方向に延びる三本のトラック溝が内周面に形成された外側継手部材と、前記外側継手部材の内周に配され、前記トラック溝に向けて継手半径方向に突出した三つの脚軸を有するトリポード部材と、前記脚軸の外周に配されたローラ、及び、前記ローラと前記脚軸との間に配されたインナリングを有し、前記脚軸に回転可能且つ揺動可能な状態で支持されると共に前記トラック溝に収容される三つのローラユニットとを備えたトリポード型等速自在継手において、
前記脚軸の外周面が、縦断面及び横断面において、トルク伝達方向両側に膨出した凸曲線を有し、
前記インナリングの内周面が、前記脚軸の外周面と嵌合する円筒部と、前記円筒部の継手半径方向内側に設けられ、前記円筒部よりも内径側に突出し、前記脚軸の外周面の最大径よりも小さい内径を有する環状突起とを備え、
前記脚軸の外周面の前記横断面における凸曲線のうち、トルク伝達方向両端における曲率半径（Ｒ）が、前記インナリングの内周面の前記円筒部の半径（Ｄ／２）よりも小さいトリポード型等速自在継手。

【請求項2】

前記脚軸の外周面の前記縦断面における凸曲線のうち、トルク伝達方向両端における曲率半径（ｒ）が、前記脚軸の外周面の前記横断面における凸曲線のうち、トルク伝達方向両端における曲率半径（Ｒ）よりも大きい請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。

【請求項3】

前記ローラが円筒面状外周面を有し、
各トラック溝に、継手円周方向に対向し、互いに平行な平坦面からなる一対のローラ案内面が設けられ、
前記ローラ案内面の幅方向両側に、前記ローラにその軸心方向両側から当接可能な一対のガイド面を設けた請求項１又は２に記載のトリポード型等速自在継手。

【請求項4】

前記インナリングの内周面のうち、前記円筒部の継手半径方向外側に、前記円筒部よりも内径側に突出し、前記脚軸の外周面の最大径よりも小さい内径を有する他の環状突起を設けた請求項１又は２に記載のトリポード型等速自在継手。

【請求項5】

前記ローラと前記インナリングとの間に配された複数の転動体を有する請求項１又は２に記載のトリポード型等速自在継手。

【請求項6】

前記複数の転動体が、前記ローラと前記インナリングとの間に総ころ状態で配された複数の針状ころである請求項５に記載のトリポード型等速自在継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トリポード型等速自在継手に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の動力伝達系で使用されるドライブシャフトにおいては、インボード側（車幅方向の中央側）に摺動式等速自在継手を設け、アウトボード側（車幅方向の外側）に固定式等速自在継手を設ける場合が多い。ここでいう摺動式等速自在継手は、二軸間の角度変位および軸方向相対移動の双方を許容するものであり、固定式等速自在継手は、二軸間での角度変位を許容するが、二軸間の軸方向相対移動は許容しないものである。

【0003】

摺動式等速自在継手としてトリポード型等速自在継手が公知である。トリポード型等速自在継手としては、シングルローラタイプとダブルローラタイプとが存在する。シングルローラタイプは、外側継手部材のトラック溝に挿入されるローラを、トリポード部材の脚軸に複数の針状ころを介して回転可能に取り付けたものである。ダブルローラタイプは、外側継手部材のトラック溝に挿入されるローラと、トリポード部材の脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するインナリングとを備えるものである。ダブルローラタイプは、ローラを脚軸に対して揺動させることが可能となるため、シングルローラタイプに比べ、誘起スラスト（継手内部での部品間の摩擦により誘起される軸力）とスライド抵抗をそれぞれ低減できるという利点を有する。

【0004】

例えば下記の特許文献１には、図１１に示すようなダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手が示されている。この等速自在継手では、トリポード部材１０２の脚軸１０４の外周面が球状とされ、この球状外周面にインナリング１１０の円筒面状内周面が嵌合している。

【0005】

図１２に示すように、インナリング１１０とローラ１１１との間には複数の針状ころ１１２が配され、これらが止め輪１１７で一体化されてローラユニット１０９を構成している。インナリング１１０の円筒状内周面の幅方向（図１２の上下方向）両端には、環状突起１１５が設けられている。この環状突起１１５により、トリポード部材１０２の脚軸１０４に対するインナリング１１０の幅方向移動が規制される。これにより、トリポード型等速自在継手の組立時に、インナリング１１０、ローラ１１１、及び針状ころ１１２を含むローラユニット１０９の、トリポード部材１０２の脚軸１０４から抜け落ちが規制される。

【0006】

また、下記の特許文献２には、インナリングの内周面の幅方向両端部に、面取り部及び膨出部を設けることで、ローラユニットのトリポード部材からの抜け落ちを防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０００－２９７８１４号公報

【特許文献2】特開２００７－１７７９９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

図１１に示すトリポード型等速自在継手を組み立てる際には、トリポード部材１０２の脚軸１０４を、インナリング１１０の内周に圧入して環状突起１１５を乗り越えさせる必要がある。この種のトリポード型等速自在継手では、トリポード部材１０２の脚軸１０４の球状外周面の横断面形状（円）が、インナリング１１０の内周面の横断面形状（円）と略一致している。この場合、インナリング１１０の内周に脚軸１０４を圧入する際に、脚軸１０４の球状外周面とインナリング１１０の環状突起１１５とが全周で干渉するため、大きな圧入荷重が必要となり、組立性が低下する。

【0009】

一方、上記特許文献２のように、インナリングの内周面に面取り部及び膨出部を設ければ、圧入が不要となるため、圧入による組立性の低下を回避できる。しかし、インナリングの形状が複雑になるため、加工工数が多くなり製造コストが嵩む。また、ローラユニットを傾斜させながらトリポード部材に組み付ける必要があるため、組立方法が複雑になる。

【0010】

そこで、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おいて、組立性の低下や製造コストの高騰を招くことなく、トリポード部材の脚軸からのローラユニットの脱落を防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するために、本発明は、継手軸方向に延びる三本のトラック溝が内周面に形成された外側継手部材と、前記外側継手部材の内周に配され、前記トラック溝に向けて継手半径方向に突出した三つの脚軸を有するトリポード部材と、前記脚軸の外周に配されたローラ、及び、前記ローラと前記脚軸との間に配されたインナリングを有し、前記脚軸に回転可能且つ揺動可能な状態で支持されると共に前記トラック溝に収容される三つのローラユニットとを備えたトリポード型等速自在継手において、
前記脚軸の外周面が、縦断面及び横断面において、トルク伝達方向両側に膨出した凸曲線を有し、
前記インナリングの内周面が、前記脚軸の外周面と嵌合する円筒部と、前記円筒部の継手半径方向内側に設けられ、前記円筒部よりも内径側に突出し、前記脚軸の外周面の最大径よりも小さい内径を有する環状突起とを備え、
前記脚軸の外周面の前記横断面における凸曲線のうち、トルク伝達方向両端における曲率半径（Ｒ）が、前記インナリングの内周面の前記円筒部の半径（Ｄ／２）よりも小さいトリポード型等速自在継手を提供する。

【0012】

このように、本発明では、インナリングの内周面のうち、円筒面の継手半径方向内側に環状突起を設けた。この環状突起が脚軸の最大径部と干渉することで、インナリングの脚軸軸端側への移動が規制されるため、インナリングを含むローラユニットの脚軸からの脱落が規制される。また、本発明では、脚軸の外周面の横断面における凸曲線の曲率半径（Ｒ）が、インナリングの内周面の円筒部の半径（Ｄ／２）よりも小さい。これにより、インナリングをトリポード部材の脚軸に組み付ける際、インナリングの環状突起と脚軸の外周面との干渉領域は、脚軸の外周面のうち、横断面における凸曲線の頂部付近のみとなる。これにより、インナリングと脚軸とを全周で圧入する場合と比べて、圧入荷重が低減されるため、組立性が向上する。尚、脚軸の外周面の縦断面とは、脚軸の軸心を含む平面における断面であり、脚軸の外周面の横断面とは、脚軸の軸心と直交する平面における断面である。

【0013】

上記のように、インナリングの内周面に円筒部を設けると共に、脚軸の外周面の横断面における凸曲線の曲率半径（Ｒ）をインナリングの内周面の円筒部の半径（Ｄ／２）よりも小さくすることにより、横断面における脚軸の外周面とインナリングの内周面との接触部の脚軸円周方向長さ（すなわち、接触楕円の長径）が短くなるため、ローラを傾かせようとする力（モーメント）が低減される。しかし、この場合、脚軸とインナリングとの接触面積が小さくなるため、これらの接触部における面圧の上昇が懸念される。

【0014】

そこで、上記のトリポード型等速自在継手は、脚軸の外周面の縦断面における凸曲線の曲率半径（ｒ）を、脚軸の外周面の横断面における凸曲線の曲率半径（Ｒ）よりも大きくすることが好ましい。これにより、脚軸の外周面とインナリングの内周面との接触部の脚軸軸線方向長さ（すなわち、接触楕円の短径）が長くなるため、これらの接触部における面圧の上昇を抑えることができる。

【0015】

また、上記のトリポード型等速自在継手は、ローラが円筒面状外周面を有すると共に、各トラック溝に、継手円周方向に対向し、互いに平行な平坦面からなる一対のローラ案内面を設けることが好ましい。この場合、トルク負荷時に、平坦なローラ案内面とローラの円筒面状外周面とが、直線状の接触部を介して互いに押し付け合うため、ローラの左右傾き（図３の矢印Ｂ参照）を抑制できる。さらに、ローラ案内面の幅方向両側に、ローラにその軸心方向両側から当接可能な一対のガイド面を設けることで、ローラの左右傾きをより確実に防止できる。

【0016】

上記のトリポード型等速自在継手では、インナリングの内周面のうち、円筒部の継手半径方向外側の領域に、円筒部よりも内径側に突出し、前記脚軸の外周面の最大径よりも小さい内径を有する他の環状突起を設けてもよい。他の環状突起は、ローラユニットのトリポード部材からの脱落を防止する機能は果たさないが、インナリングの内周面の幅方向（自身の軸心方向）両端に環状突起を設けることで、インナリングを幅方向中央に関して対称な形状にすることができる。この場合、インナリングの向きを気にせずにトリポード部材の脚軸に組み付けることができるため、インナリングの誤組が回避され、組み付け性が向上する。

【0017】

上記のトリポード型等速自在継手は、ローラとインナリングとの間に配された複数の転動体を有することができる。この複数の転動体は、例えば、ローラとインナリングとの間に総ころ状態で配された複数の針状ころとすることができる。

【発明の効果】

【0018】

以上のように、本発明によれば、ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手において、組立性の低下や製造コストの高騰を招くことなく、トリポード部材の脚軸からのローラユニットの脱落を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手を示す継手軸方向の断面図である。

【図2】図１のＫ－Ｋ線における断面図である。

【図3】図２の拡大図である。

【図4】図１のＬ－Ｌ線における断面図である。

【図5】図１のトリポード部材を拡大して示す側面図である。

【図6】図１のトリポード型等速自在継手が作動角θをとった状態を表す断面図である。

【図7】インナリングの断面図である。

【図8】図７のＱ部の拡大図である。

【図9】インナリングの円筒部及び脚軸の最大径部の横断面図である。

【図10】インナリングの環状突起の横断面と、脚軸の最大径部の横断面とを重ねた図である。

【図11】従来のトリポード型等速自在継手の断面図である。

【図12】図１１のトリポード型等速自在継手のローラユニットの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

【0021】

本発明の一実施形態に係るトリポード型等速自在継手は、ダブルローラタイプであり、図１及び図２に示すように、外側継手部材２と、内側継手部材としてのトリポード部材３と、トルク伝達部材としてのローラユニット４とを備える。なお、本明細書では、作動角を０°の状態とした時のトリポード型等速自在継手の軸線方向（図１の左右方向）を「継手軸方向」と言い、このときの軸線を中心とした円の円周方向及び半径方向をそれぞれ「継手円周方向」及び「継手半径方向」と言う。

【0022】

外側継手部材２は、継手軸方向一端が開口し他端が閉塞されたカップ状をなしている（図１参照）。外側継手部材２の内周面には、継手軸方向に延びる３本の直線状トラック溝５が継手円周方向で等間隔に形成される（図２参照）。各トラック溝５には、継手円周方向に対向して配置された一対のローラ案内面６が形成されている。各ローラ案内面６は、継手軸方向に延びている。外側継手部材２の内部には、トリポード部材３とローラユニット４が収容されている。

【0023】

トリポード部材３は、中心孔３０を有する胴部３１と、胴部３１の外周面の継手円周方向の三等分位置から半径方向に突出する３本の脚軸３２とを一体に有する。胴部３１の中心孔３０に形成された雌スプラインに、シャフト８（図１の点線参照）に形成された雄スプラインを嵌合させ、止め輪等によりこれらを継手軸方向に固定することで、トリポード部材３とシャフト８とがトルク伝達可能に結合される。

【0024】

ローラユニット４は、トリポード部材３の各脚軸３２の外周に設けられる。各ローラユニット４は、それぞれ外側継手部材２のトラック溝５に収容されている。ローラユニット４は、脚軸３２の軸線を中心とした円環状のローラであるアウタリング１１と、アウタリング１１の内周に配置されて脚軸３２に外嵌された円環状のインナリング１２と、アウタリング１１とインナリング１２との間に介在された複数の転動体１３とを備える。本実施形態では、複数の転動体１３として、保持器のない総ころ状態の多数の針状ころが使用されている。針状ころ１３は、アウタリング１１の円筒状内周面を外側軌道面とし、インナリング１２の円筒状外周面を内側軌道面として、これらの外側軌道面と内側軌道面の間に転動自在に配置される。アウタリング１１、インナリング１２、および針状ころ１３は、一対のスナップリング１４により自然には分解しない構造とされ、これらでローラユニット４が構成される。

【0025】

以下、ローラ案内面６とアウタリング１１の外周面１５の形状について、図３及び図４を用いて詳しく説明する。尚、図３及び図４では、継手軸方向をＺ方向、脚軸３２の軸線方向をＹ方向、継手軸方向Ｚ及び脚軸軸線方向Ｙの双方と直交するトルク伝達方向をＸ方向として示している。

【0026】

アウタリング１１の外周面１５は円筒面とされる。アウタリング１１の幅方向（Ｙ方向）両側の端面１６は、自身の軸心と直交する平坦面とされる（図３参照）。アウタリング１１の外周面１５と両端面１６とは、面取り１７を介して連続される（図４参照）。面取り１７は、例えば、断面直線状のテーパ面と、テーパ面と外周面１５及び両端面１６とを滑らかに連続する断面曲線状（例えば、円弧状）の凸曲面とからなる。

【0027】

外側継手部材２の各トラック溝５の一対のローラ案内面６は、互いに平行な平坦面とされる。各ローラ案内面６の幅方向（Ｙ方向）の両側には、一対のガイド面７が設けられる。ガイド面７は、ローラ案内面６の幅方向両端から、脚軸３２の軸線Ｙに近接する側に立ち上がっている。ローラ案内面６及びガイド面７の形状は、アウタリング１１の外周面１５及び面取り１７の形状に倣っている。具体的に、図３に示す断面において、ローラ案内面６とアウタリング１１の外周面１５とが平行であり、対向する一対のローラ案内面６の間隔Ｗがアウタリング１１の外周面１５の直径よりも僅かに大きい。これにより、ローラ案内面６とアウタリング１１の外周面１５との間にＸ方向の僅かな隙間が形成される。また、ガイド面７は、図３に示す断面においてアウタリング１１の面取り１７と略平行であり、例えば、断面直線状の傾斜面と、傾斜面とローラ案内面６とを滑らかに連続する断面曲線状（例えば、円弧状）の凹曲面とからなる。ローラ案内面６の幅方向両側に設けられた一対のガイド面７のＹ方向の間隔は、アウタリング１１の外周面１５の幅方向両側に設けられた一対の面取り１７のＹ方向の間隔よりも僅かに大きい。これにより、ガイド面７とアウタリング１１の面取り１７との間にＹ方向の僅かな隙間が形成される。

【0028】

外側継手部材２に図３の矢印Ｔ方向のトルクが加わると、図中左側のローラ案内面６にアウタリング１１の外周面１５が押し付けられる。本実施形態では、上記のように、ローラ案内面６が平坦面であり、アウタリング１１の外周面１５が円筒面であるため、これらが直線状の接触部を介して互いに押し付け合う。これにより、図３に示す断面において、アウタリング１１の外周面１５がローラ案内面６と平行になるように、アウタリング１１の姿勢が矯正されるため、アウタリング１１の左右傾き（図３の矢印Ｂ方向の傾き）を抑制できる。また、アウタリング１１の面取り１７にガイド面７がＹ方向から当接することで、アウタリング１１の前後傾き（図１の矢印Ｃ方向の傾き）が規制されると共に、アウタリング１１の左右傾きがより一層抑制される。

【0029】

上記のように外側継手部材２に図３の矢印Ｔ方向のトルクが加わると、図中左側のローラ案内面６（以下、「トルク負荷側のローラ案内面６」と言う。）にアウタリング１１の外周面１５が押し付けられる一方で、図中右側のローラ案内面６（以下、「トルク非負荷側のローラ案内面６」と言う。）及びその幅方向両側のガイド面７と、アウタリング１１の外周面１５及び面取り１７との間に隙間が形成される。このとき、ローラユニット４が傾いて、トルク非負荷側のローラ案内面６やガイド面７にアウタリング１１の外周面１５や面取り１７が接触すると、アウタリング１１の回転抵抗が増大する。

【0030】

そこで、本実施形態では、外側継手部材２にトルクが加わったときに、アウタリング１１が、トルク負荷側のローラ案内面６と接触する一方で、トルク非負荷側のローラ案内面６及びその幅方向両側のガイド面７と接触しないように、アウタリング１１とローラ案内面６との間の初期隙間（対向する一対のローラ案内面６の間隔Ｗとアウタリング１１の外径との差）や、ガイド面７の形状等が設計される。

【0031】

次に、インナリング１２の内周面１８及び脚軸３２の外周面３３の形状について、図３及び図４を用いて詳しく説明する。

【0032】

インナリング１２の内周面１８のうち、幅方向（Ｙ方向）中央を含む領域（後述する環状突起１８ｂを除く領域）には、円筒部１８ａが設けられる。円筒部１８ａは、脚軸３２の外周面３３と嵌合している。

【0033】

図３に示すように、脚軸３２の外周面３３は、縦断面（脚軸３２の軸心を含む平面における断面）において、トルク伝達方向Ｘの両側に膨出した凸曲線を有する。図示例では、脚軸３２の外周面の縦断面における凸曲線が、曲率半径ｒの円弧３３ａで構成される。円弧３３ａの曲率中心は、脚軸３２の軸心に対して、当該円弧３３ａと反対側にオフセットしている。脚軸３２の外周面の円弧３３ａは、その頂部（Ｘ方向端部）でインナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａと嵌合し、頂部からＹ方向両側に行くにつれて、インナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａとの間の隙間が徐々に大きくなっている。

【0034】

図４に示すように、脚軸３２の外周面３３は、横断面（脚軸３２の軸心と直交する平面における断面）において、トルク伝達方向Ｘの両側に膨出した凸曲線を有する。図示例では、脚軸３２の外周面の横断面における凸曲線が、曲率半径Ｒの円弧３３ｂで構成される。円弧３３ｂの曲率中心は、脚軸３２の軸線に対して、当該円弧３３ｂ側にオフセットしている。円弧３３ｂの曲率半径Ｒは、脚軸３２の外周面３３の最大径（トルク伝達方向Ｘの最大寸法）の半分Ａ／２（≒インナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａの半径）よりも小さい。脚軸３２の外周面の円弧３３ｂは、その頂部（Ｘ方向端部）でインナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａと嵌合し、頂部からＺ方向両側に行くにつれて、インナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａとの間の隙間が徐々に大きくなっている。これにより、脚軸３２の外周面３３とインナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａとは、Ｘ方向で接触し、且つ、Ｚ方向ではこれらの間に隙間Ｇが設けられる。図示例では、脚軸３２の外周面３３の横断面のうち、Ｚ方向両端を含む領域に、Ｚ方向と直交する平坦面３３ｃが設けられる。これにより、脚軸３２の外周面３３の平坦面３３ｃとインナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａとの間のＺ方向の隙間Ｇが大きくなる。

【0035】

以上のように、本実施形態では、図３に示す脚軸３２の外周面３３の縦断面における凸曲線（円弧３３ａ）の曲率半径ｒと、図４に示す脚軸３２の外周面３３の横断面における凸曲線（円弧３３ｂ）の曲率半径Ｒとが異なる非球面形状を成している。

【0036】

インナリング１２の内周面１８に円筒部１８ａを設け、且つ、脚軸３２の外周面の縦断面及び横断面が凸曲線を有することにより、インナリング１２は、脚軸３２に対して揺動可能となる。上述のとおりインナリング１２とアウタリング１１が針状ころ１３を介して相対回転自在なアセンブリとされているため、アウタリング１１はインナリング１２と一体となって脚軸３２に対して揺動可能である。つまり、脚軸３２の軸線を含む平面内で、脚軸３２の軸線に対してアウタリング１１およびインナリング１２の軸線は傾くことができる（図６参照）。

【0037】

図６に示すように、トリポード型等速自在継手１が作動角θ（外側継手部材２の軸線と、トリポード部材３の軸線、すなわちシャフト８の軸線とが成す角度）をとって回転する場合を考える。このとき、外側継手部材２の軸線に対してトリポード部材３の軸線は傾斜するが、ローラユニット４が揺動可能であるため、アウタリング１１とローラ案内面６とが斜交した状態になることを回避することができる。これにより、アウタリング１１がローラ案内面６に対して水平に転動するので、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図ることができ、トリポード型等速自在継手１の低振動化を実現することができる。

【0038】

外側継手部材２にトルクが負荷されると、脚軸３２の外周面３３がインナリング１２の内周面１８に押し付けられ、図５に示すような接触部Ｐが形成される。本実施形態では、上記のように、脚軸３２の外周面３３の横断面における円弧３３ｂの曲率半径Ｒ（図４参照）が、脚軸３２の外周面３３の最大径の半分Ａ／２（≒インナリング１２の内周面の円筒部１２ａの半径）よりも小さいため、これらが等しい場合と比べて、図５に示す接触部ＰのＺ方向長さ（すなわち、接触楕円の長径ａ）を短くすることができる。これにより、インナリング１２を含むローラユニット４を継手軸線に対して傾かせようとする力（モーメント）が低減される。

【0039】

このように、脚軸３２の外周面３３とインナリング１２の内周面１８との接触部Ｐの長径ａが短くなると、接触部Ｐの面積が小さくなるため、接触部Ｐにおける面圧の上昇が懸念される。本実施形態では、脚軸３２の外周面３３の縦断面における円弧３３ａの曲率半径ｒ（図３参照）が、脚軸３２の外周面３３の横断面における円弧３３ａの曲率半径Ｒ（図４参照）よりも大きく、さらには、脚軸３２の外周面３３の最大径の半分Ａ／２よりも大きい。これにより、図５に示す脚軸３２の外周面３３とインナリング１２の内周面１８との接触部ＰのＹ方向長さ（すなわち、接触楕円の短径ｂ）が長くなるため、面圧の上昇を抑えることができる。

【0040】

以上のように、脚軸３２の外周面３３の横断面における円弧３３ｂの曲率半径Ｒと、脚軸３２の外周面３３の縦断面における円弧３３ａの曲率半径ｒとを調整することにより、脚軸３２の外周面３３とインナリング１２の内周面１８との接触部Ｐの長径ａと短径ｂとの比率を調整することができる。すなわち、インナリング１２と脚軸３２との接触部Ｐの面圧を許容範囲内に抑制して耐久性を確保しながら、アウタリング１１の傾きを許容範囲内に抑制して誘起スラストやスライド抵抗が十分に低減されるように、上記の曲率半径ｒ、Ｒが設定される。具体的には、例えば、上記の接触部Ｐの長径ａと短径ｂとの比ａ／ｂが２～１０の範囲内、好ましくは３～６の範囲内となるように、上記の曲率半径ｒ、Ｒが設定される。

【0041】

次に、インナリング１２の内周面１８に設けられる環状突起１８ｂについて、詳しく説明する。

【0042】

図７に示すように、インナリング１２の内周面１８のうち、円筒部１８ａの継手半径方向内側（図７のＹ方向下側）には、環状突起１８ｂが設けられる。図示例では、円筒部１８ａの継手半径方向両側に、環状突起１８ｂが設けられる。図８に拡大して示すように、環状突起１８ｂの内径ｄは、円筒部１８ａの内径Ｄよりも小さい（ｄ＜Ｄ）。

【0043】

環状突起１８ｂは、例えば熱処理後の機械加工で形成される。具体的には、インナリング１２の内周面１８の全域を旋削で円筒面状に形成し、熱処理（焼き入れ）を施した後、円筒面状の内周面１８を、円筒部１８ａ及びその両側の環状突起１８ｂの形状に対応した形状を有する砥石で研削することで、円筒部１８ａ及び環状突起１８ｂが形成される。この場合、円筒部１８ａ及び環状突起１８ｂの双方が研削面であり、同等の表面粗さを有する。

【0044】

この他、環状突起１８ｂを、熱処理前の機械加工で形成してもよい。具体的には、インナリング１２の内周面１８を旋削して円筒部１８ａ及びその両側の環状突起１８ｂを形成し、熱処理（焼き入れ）を施した後、円筒部１８ａのみに研削を施す。この場合、円筒部１８ａは研削面、環状突起１８ｂは切削面であり、円筒部１８ａの表面粗さが環状突起１８ｂの表面粗さよりも小さい。

【0045】

図９は、インナリング１２とトリポード部材３の脚軸３２の、脚軸３２の最大径部における断面図（図３の線Ｘにおける断面図）である。脚軸３２の外周面３３の横断面における円弧３３ｂの曲率半径Ｒは、インナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａの半径Ｄ／２よりも小さい（Ｒ＜Ｄ／２）。インナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａの内径Ｄは、脚軸３２の最大径Ａよりも僅かに大きい（Ｄ＞Ａ）。これにより、インナリング１２の円筒部１８ａと脚軸３２の最大径部との間に隙間（この隙間を「ジャーナル隙間」と言う。）が形成される。

【0046】

ところで、脚軸３２の外周面の縦断面における凸曲線（円弧３３ａ）の曲率中心が、脚軸３２の軸心に対して円弧３３ａと反対側にオフセットし、この円弧３３ａがインナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａと嵌合する場合、トリポード部材３とインナリング１２との間の左右傾き角（図３の矢印Ｂ参照）が大きくなるほど、ジャーナル隙間が詰まっていく。ジャーナル隙間が過少な場合、等速自在継手が高作動角を取った時に左右傾き角が大きくなり、脚軸３２とインナリング１２の内周面１８との間の隙間が負になって干渉し、異音や振動発生によるＮＶＨ性能悪化や、早期損傷の要因になり得る。逆にジャーナル隙間が過大な場合は、円周方向ガタが増加しＮＶＨ性能が悪化する。

【0047】

そこで、本実施形態では、ジャーナル隙間Ｓ、すなわち、インナリング１２の円筒部１８ａの内径Ｄと脚軸３２の最大径Ａとの差を、下記の数１及び数２を満たすように設定することで、脚軸３２とインナリング１２の内周面１８との干渉を回避できる。尚、下記の数１及び数２において、Ｆは、脚軸３２の縦断面における凸曲面（円弧３３ａ）の脚軸３２の軸心に対するオフセット量（図３参照）であり、αは、等速自在継手１が最大作動角θを取ったときの、脚軸３２の軸心のインナリング１２の軸心に対する左右傾き角である。尚、等速自在継手１の最大作動角θは、実際の使用時における最大の作動角であり、具体的には、等速自在継手１を含むドライブシャフトが自動車に装着された状態で、実際の運転時に発生する最大の作動角である。最大作動角θは、例えば２３～２８ｄｅｇの範囲で設定される。

【0048】

【数1】

【数2】

【0049】

図１０は、インナリング１２の内周面１８の環状突起１８ｂにおける横断面と、脚軸３２の最大径部における横断面とを重ねて示している。インナリング１２の内周面１８の環状突起１８ｂの内径ｄは、脚軸３２の最大径Ａよりも僅かに小さい（ｄ＜Ａ）。これにより、ローラユニット４が脚軸３２の軸端側に移動したときに、インナリング１２の内周面１８の継手半径方向内側（トリポード部材３の軸心側）の環状突起１８ｂが脚軸３２の最大径部と干渉するため、インナリング１２を含むローラユニット４のそれ以上脚軸３２の軸端側への移動が規制され、等速自在継手１の組立時における脚軸３２の脱落を防止できる。

【0050】

インナリング１２を脚軸３２に組み付ける際には、脚軸３２の軸端側からインナリング１２を外嵌し、継手半径方向内側の環状突起１８ｂの内周に脚軸３２の最大径部を圧入する。これにより、インナリング１２の環状突起１８ｂ及び脚軸３２の最大径部を弾性変形させながら、脚軸３２の最大径部が環状突起１８ｂを乗り越えて円筒部１８ａと嵌合する。本実施形態では、脚軸３２の外周面３３の横断面における凸曲面（円弧３３ｂ）の曲率半径Ｒが、インナリング１２の内周面１８の円筒部１８ａの半径Ｄ／２よりも小さく（Ｒ＜Ｄ／２）、図示例では、インナリング１２の内周面１８の環状突起１８ｂの内周面の半径ｄ／２よりも小さい（Ｒ＜ｄ／２）。これにより、脚軸３２の外周面３３とインナリング１２の内周面１８との干渉領域は、脚軸３２の最大径部（縦断面における円弧３３ａの頂部且つ横断面における円弧３３ｂの頂部）付近の領域Ｅのみとなる。この場合、脚軸３２の全周をインナリング１２に圧入する場合と比べて、圧入荷重が低減されるため、脚軸３２へのインナリング１２の組み付けが容易化される。

【0051】

インナリング１２の内周面１８の幅方向両端に設けられた環状突起１８ｂのうち、継手半径方向外側の環状突起１８ｂは、脚軸３２の最大径部と干渉することはなく、脚軸３２からの脱落防止には寄与しない。しかし、インナリング１２の内周面１８の幅方向両端に環状突起１８ｂを設けることで、インナリング１２を、幅方向中央（図７の線Ｘ）に関して対称な形状とすることができる。これにより、インナリング１２を脚軸３２へ組み付ける際に、軸心方向（図７の上下方向）のどちら側からでも脚軸３２に組み付けることができるため、組立性が向上する。

【0052】

環状突起１８ｂの円筒部１８ａに対する突出量が小さすぎると、脚軸３２の最大径部との干渉量が不足し、ローラユニット４の脱落を防止できないおそれがある。従って、環状突起１８ｂの円筒部１８ａに対する突出量（Ｄ－ｄ）／２は、０．０２０ｍｍ以上とすることが好ましい。

【0053】

一方、環状突起１８ｂの円筒部１８ａに対する突出量が大きすぎると、脚軸３２の最大径部との干渉量が過大となり、インナリング１２を脚軸３２に組み付けることが困難となる恐れがある。従って、環状突起１８ｂの円筒部１８ａに対する突出量（Ｄ－ｄ）／２は、０．１００ｍｍ以下とすることが好ましい。

【0054】

本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、
上記の実施形態と同様の点については重複説明を省略する。

【0055】

インナリング１２の形状は上記に限られない。例えば、上記の実施形態では、インナリング１２の内周面１８の幅方向両端に環状突起１８ｂを設け、インナリング１２を幅方向中央に対して対称な形状としたが、これに限らず、組立性に問題が無ければ、インナリング１２の内周面１８のうち、円筒部１８ａの継手半径方向内側のみに環状突起１８ｂを設けてもよい。

【0056】

アウタリング１１やローラ案内面６の形状は、上記に限られない。例えば、アウタリング１１の外周面を球状とし、ローラ案内面６を、アウタリング１１の球状外周面と嵌合する円筒状としてもよい。この場合、ローラ案内面６の幅方向両側のガイド面７を省略してもよい。

【0057】

上記の実施形態では、脚軸３２の外周面の縦断面及び横断面における凸曲線を何れも円弧で構成した場合を示したが、これに限られない。例えば、脚軸３２の外周面の縦断面における凸曲線を楕円等の非円弧曲線で構成してもよい。この場合、脚軸３２の外周面の縦断面における凸曲線（楕円）のうち、少なくともトルク伝達方向両端（すなわち、インナリング１２との接触部）における曲率半径は、脚軸３２の外周面の横断面における凸曲線（円弧３３ｂ）の曲率半径Ｒよりも大きく、好ましくは、脚軸３２のトルク伝達方向Ｘの最大寸法Ａの半分（Ａ／２）よりも大きい。

【0058】

また、脚軸３２の外周面の横断面における凸曲線を楕円等の非円弧曲線で構成してもよい。この場合、脚軸３２の外周面の横断面における凸曲線（楕円）のうち、少なくともトルク伝達方向両端（すなわち、インナリング１２との接触部）における曲率半径は、脚軸３２のトルク伝達方向Ｘの最大寸法Ａの半分（Ａ／２）よりも小さい。

【0059】

また、脚軸３２の外周面の縦断面及び横断面における凸曲線の双方を楕円等の非円弧曲線で構成してもよい。この場合、脚軸３２の外周面の縦断面における凸曲線（楕円）のうち、少なくともトルク伝達方向両端（すなわち、インナリング１２との接触部）における曲率半径は、脚軸３２の外周面の横断面における凸曲線（楕円）のうち、少なくともトルク伝達方向両端（すなわち、インナリング１２との接触部）における曲率半径よりも大きい。好ましくは、脚軸３２の外周面の縦断面における凸曲線（楕円）のうち、少なくともトルク伝達方向両端における曲率半径は、脚軸３２のトルク伝達方向Ｘの最大寸法Ａの半分（Ａ／２）よりも大きく、脚軸３２の外周面の横断面における凸曲線（楕円）のうち、少なくともトルク伝達方向両端における曲率半径は、脚軸３２のトルク伝達方向Ｘの最大寸法Ａの半分（Ａ／２）よりも小さい。

【0060】

また、上記の実施形態では、図４に示すように、脚軸３２の継手軸方向両端に平坦面３３ｃを設けた場合を示したが、平坦面３３ｃが無くても、脚軸３２とインナリング１２との継手軸方向間に、ローラユニット４を脚軸３２に対して揺動させるために十分な隙間が形成される場合は、平坦面３３ｃを省略してもよい。

【0061】

以上に述べたトリポード型等速自在継手１は、自動車のドライブシャフトに限って適用されるものではなく、自動車や産業機器等の動力伝達経路に広く用いることができる。

【符号の説明】

【0062】

１ トリポード型等速自在継手
２ 外側継手部材
３ トリポード部材
４ ローラユニット
５ トラック溝
６ ローラ案内面
７ ガイド面
８ シャフト
１１ アウタリング（ローラ）
１２ インナリング
１３ 転動体
１４ スナップリング
１８ 内周面
１８ａ 円筒部
１８ｂ 環状突起
３１ 胴部
３２ 脚軸
３３ 外周面
３３ａ 円弧（凸曲線）
３３ｂ 円弧（凸曲線）
３３ｃ 平坦面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】