JP2007327617A - トリポード型等速ジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】誘起スラスト力を低減しつつ、小型化が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】トルク伝達領域において、トリポード型等速ジョイントのトリポード軸部２２の中間シャフト軸方向幅ｂｘ（トルク伝達方向から見た場合におけるトリポード軸部２２の幅）を、根元側から先端側に行くに従って小さく形成する。
【選択図】図２

Description

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。

従来のトリポード軸部は、円柱状をなしていた。このトリポード型等速ジョイントにおいて、ジョイント角が０度でない場合に回転力を伝達する際には、ローラがトリポード軸部の軸回りに回転且つ軸方向に往復移動しながら、アウタレースの案内溝に沿って往復移動する。このとき、トリポード軸部が円柱状であるため、ローラは、常にトリポード軸部に対して同軸上に位置している。そのため、ローラと案内溝との間に滑りが発生し、その結果、ジョイント軸方向に誘起スラスト力が発生する。この誘起スラスト力は、車体の振動や騒音の発生原因となり、車両のＮＶＨ性能に影響を与える。

そこで、誘起スラスト力を低減するために、例えば、特開平３−１７２６１９号公報（特許文献１）や、特開２０００−３２０５６３号公報（特許文献２）に開示されたものがある。特許文献１に開示されたトリポード型等速ジョイントは、トリポード軸部の外周面形状を球面状にしている。これにより、ローラがトリポード軸部に対して揺動可能となり、ローラと案内溝との間に滑りが発生しないとされている。

また、特許文献２に開示されたトリポード型等速ジョイントは、トリポード軸部を、軸直交断面形状が常に同一の楕円柱としている。この楕円柱は、中間シャフト軸方向においてトリポード軸部とローラとの間に隙間が形成され、且つ、トルク伝達方向においてトリポード軸部とローラとが接触する形状である。従って、トルク伝達方向から見た場合に、トリポード軸部に対してローラが傾斜するように動作することができる。これにより、ローラと案内溝との間に滑りが発生しないとされている。
特開平３−１７２６１９号公報 特開２０００−３２０５６３号公報

ここで、特許文献１に開示されたトリポード型等速ジョイントにおいては、トリポード軸部の根元部がくびれ形状をなしているため、根元部の断面係数が小さくなる。また、特許文献２に開示されたトリポード型等速ジョイントにおいては、トリポード軸部を軸直交断面形状が常に同一の楕円柱としているため、トリポード軸部の根元部の断面係数が小さくなる。そのため、上記何れの場合にも、トリポード軸部の強度を確保するために、トリポード軸部の断面形状を大型化する必要がある。従って、トリポード型等速ジョイントの外形が大型化する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、誘起スラスト力を低減しつつ、小型化が可能なトリポード型等速ジョイントを提供することを目的とする。

そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、誘起スラスト力を低減するために、トリポード軸部に対するローラの必要揺動角度がトリポード軸部に対するローラの相対位置に応じて異なることを思いつき、本発明を完成するに至った。

まず、誘起スラスト力を低減するための、トリポード軸部に対するローラの必要揺動角度について説明する。ジョイント角が０度の場合には、トリポード軸部に対するローラの相対位置は、常に一定である。この場合のローラの位置は、トリポード軸部のトルク伝達領域のうち、最も根元側である。

ここで、トルク伝達領域とは、トリポード軸部の外周面のうちトルク伝達に寄与する部位が含まれるトリポード軸部の軸方向領域である。トルク伝達に寄与する部位とは、トリポード軸部とローラとの間でトルク伝達が行われる際に、トリポード軸部のうちローラに接触し得る部位である。

一方、ジョイント角が０度でない場合には、ローラは、トリポード軸部に対してトリポード軸方向に往復移動する。そして、ローラがトリポード軸部のうち最も根元側に位置する場合に、誘起スラスト力を低減するためには、ローラのローラ回転軸とトリポード軸部のトリポード軸とが一致するとよい。この場合におけるトリポード軸部に対するローラの位置は、ジョイント角が０度の場合におけるトリポード軸部に対するローラの位置に一致する。

また、ジョイント角が０度でない場合で、ローラがトリポード軸部のうち先端側に位置する場合に、誘起スラスト力を低減するためには、ローラがトリポード軸部に対して傾斜した状態であるとよい。この傾斜角度は、ローラがトリポード軸部のうち先端側に行くほど、大きくなるようにするとよい。

つまり、ローラがトリポード軸部のうち根元側に位置する場合に、ローラのローラ回転軸とトリポード軸部のトリポード軸とが一致させ、ローラがトリポード軸部のうち先端側に行くほど、トリポード軸部に対するローラの傾斜角度が大きくなるようにするとよい。

そこで、本発明のトリポード型等速ジョイントは、以下のようにする。すなわち、本発明のトリポード型等速ジョイントは、アウタレースと、トリポードと、ローラとを備える。アウタレースは、カップ状からなり、内周面に回転軸（以下、「アウタレース回転軸」という）方向に延びる３本の案内溝が形成されている。トリポードは、円筒状からなるボス部と、ボス部からそれぞれ中間シャフト軸の径方向外側に延在しそれぞれの案内溝内に挿入される３本のトリポード軸部とを備える。ローラは、リング状からなりそれぞれのトリポード軸部に回転可能に軸支され、且つ、案内溝に転動可能に係合する。そして、トリポード軸部のトルク伝達領域において、トリポード軸部の中間シャフト軸方向幅は、根元側から先端側に行くに従って小さく形成されている。

つまり、本発明のトリポード型等速ジョイントによれば、トルク伝達領域において、トリポード軸部の中間シャフト軸方向幅が根元側から先端側に行くに従って小さく形成されている。ここで、ローラの内径は、少なくとも、トリポード軸部の根元部における中間シャフト軸方向幅以上である。そうすると、トリポード軸部の先端部においては、トルク伝達方向から見た場合に、トリポード軸部とローラとの間に隙間が形成される。従って、ローラは、トルク伝達方向から見た場合に、トリポード軸部の先端側では揺動することができる。さらに、ローラがトリポード軸部の根元側から先端側に行くに従って、トルク伝達方向から見た場合に、トリポード軸部に対するローラの揺動角度を大きくできる。これにより、誘起スラスト力を低減するように、トリポード軸部に対するローラの揺動角度を変えることができる。

さらに、本発明のトリポード型等速ジョイントによれば、トリポード軸部の中間シャフト軸方向幅が先端側に行くに従って小さく形成されている。つまり、トリポード軸部の根元部の中間シャフト軸方向幅を大きくできるということである。例えば、トリポード軸部の根元部においては、ローラとトリポード軸部との間に隙間が生じないようにすることもできる。従って、トリポード軸部の根元部の断面係数を大きくすることができる。その結果、トリポード軸部の強度を高めることができるので、トリポード型等速ジョイントの外形を小型化することができる。

例えば、特許文献２に記載の楕円柱からなるトリポード軸部の場合と比較する。例えば、本発明のトリポード軸部の先端部の形状を、特許文献２に記載のトリポード軸部の楕円形とする。この場合、本発明のトリポード軸部の根元部のトルク伝達方向幅は、前記楕円の小径よりも大きくなる。従って、本発明のトリポード軸部の根元部の断面係数は、特許文献２に記載のトリポード軸部の根元部の断面係数よりも大きくすることができる。従って、楕円柱からなるトリポード軸部の場合に比べて、トリポード型等速ジョイントの外形を小型化することができる。

また、中間シャフト軸及びトリポード軸に直交する方向をトルク伝達方向と規定した場合に、トルク伝達領域において、トリポード軸部のトルク伝達方向幅は、根元側から先端側に行くに従って小さく形成されているとよい。この場合、ローラの内径は、少なくとも、トリポード軸部の根元部におけるトルク伝達方向幅以上である。そうすると、トリポード軸部の先端部においては、中間シャフト軸方向から見た場合に、トリポード軸部とローラとの間に隙間が形成される。従って、ローラは、中間シャフト軸方向から見た場合に、トリポード軸部の先端側では揺動することができる。さらに、ローラがトリポード軸部の根元側から先端側に行くに従って、中間シャフト軸方向から見た場合に、トリポード軸部に対するローラの揺動角度を大きくできる。これにより、ローラは、トリポード軸部の先端側ほど揺動自由度が大きくなる。その結果、誘起スラスト力の発生をより低減できる。

なお、トルク伝達領域において、トリポード軸部のトルク伝達方向幅は、根元側から先端側に亘って、同一となるように形成してもよい。この場合であっても、トリポード軸部に対するローラの必要な揺動角度は確保されているので、誘起スラスト力の発生を十分に低減できる。ただし、この場合は、トルク伝達方向幅を根元側から先端側に行くに従って小さく形成する場合に比べて、揺動自由度が小さいため、誘起スラスト力が大きくなるおそれがある。

ここで、上述したように、誘起スラスト力などを低減するためには、トルク伝達方向から見た場合には、トリポード軸部に対してローラは揺動する必要がある。一方、中間シャフト軸方向から見た場合には、トリポード軸部に対してローラがそれほど揺動する必要はない。例えば、特許文献１に記載のトリポード型等速ジョイントは、中間シャフト軸方向及びトルク伝達方向の何れから見た場合にも、トリポード軸部に対してローラが大きく揺動できる。しかし、中間シャフト軸方向から見た場合にもローラがトリポード軸部に対して揺動することにより、ローラの端面が案内溝に接触するおそれがある。この接触により、ローラと案内溝との間に滑りが発生し、結果として誘起スラスト力を発生する。

そこで、トリポード軸部の先端部の中間シャフト軸方向幅は、トリポード軸部の先端部のトルク伝達方向幅より小さく形成されるようにするとよい。これにより、トリポード軸部の先端部において、中間シャフト軸方向から見た場合におけるトリポード軸部に対するローラの揺動可能な角度は、トルク伝達方向から見た場合におけるトリポード軸部に対するローラの揺動可能な角度より小さくできる。従って、誘起スラスト力を低減するために、トルク伝達方向から見た場合におけるトリポード軸部に対するローラの必要揺動角度を確保しつつ、中間シャフト軸方向から見た場合におけるトリポード軸部に対するローラの揺動により、ローラの端面と案内溝との接触による誘起スラスト力の増大を招来することを低減できる。

また、トルク伝達領域において、トリポード軸部の根元部の中間シャフト軸方向幅に対するトリポード軸部の先端部の中間シャフト軸方向幅の比は、０．２５〜０．８とするとよい。好ましくは、前記比は、０．４５〜０．６５である。より好ましくは、前記比は、０．５５である。これにより、トリポード軸部の先端側にローラが位置する場合に、トリポード軸部に対してローラが十分に揺動することができる。従って、誘起スラスト力を確実に低減することができる。

また、トルク伝達領域において、トリポード軸部の根元部のトルク伝達方向幅に対するトリポード軸部の先端部のトルク伝達方向幅の比は、０．７〜１．０とするとよい。好ましくは、前記比は、０．８５〜０．９８である。より好ましくは、前記比は、０．９５である。これにより、確実に誘起スラスト力を低減することができる。

また、トリポード軸部の軸直交断面形状は、楕円状に形成され、トリポード軸部のトルク伝達方向幅をａとし、トリポード軸部の中間シャフト軸方向幅をｂと規定した場合に、トルク伝達領域において、トリポード軸部の根元部の楕円度ｂ／ａは０．７０〜１．３０であり、トリポード軸部の先端部の楕円度ｂ／ａは０．３５〜０．８０とするとよい。好ましくは、根元部の楕円度ｂ／ａは０．９５〜１．０５であり、先端部の楕円度ｂ／ａは０．４５〜０．６５である。これにより、確実に誘起スラスト力を低減することができる。

また、トルク伝達領域において、トリポード軸部の中間シャフト軸方向幅は、同一のトリポード軸方向位置におけるトリポード軸部のトルク伝達方向幅以下とするとよい。これにより、トリポード軸方向の何れの位置においても、中間シャフト軸方向から見た場合におけるトリポード軸部に対するローラの揺動可能な角度は、トルク伝達方向から見た場合におけるトリポード軸部に対するローラの揺動可能な角度より小さくなる。従って、トリポード軸方向の何れの位置においても、誘起スラスト力を低減するために、トルク伝達方向から見た場合におけるトリポード軸部に対するローラの必要揺動角度を確保しつつ、中間シャフト軸方向から見た場合におけるトリポード軸部に対するローラの揺動により、ローラの端面と案内溝との接触による誘起スラスト力の増大を招来することを低減できる。

また、トリポード軸部の根元部の軸直交断面形状は、円形に形成されるとよい。これにより、トリポード軸部の根元部の断面係数を大きくすることが可能となる。従って、トリポード軸部の強度を大きくすることができるので、トリポード型等速ジョイントの外形をさらに小型化することができる。特に、この軸直交断面形状の直径が、ローラの内径とほぼ同等の場合が、断面係数が最大となる状態である。

本発明のトリポード型等速ジョイントによれば、誘起スラスト力を低減しつつ、小型化が可能となる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。ここで、本実施形態のトリポード型等速ジョイントは、車両の動力伝達シャフトの連結に用いる場合を例に挙げて説明する。具体的には、ディファレンシャルギアに連結された軸部と中間シャフトとの連結部位に用いる場合である。

このトリポード型等速ジョイントについて、図１〜図３を参照して説明する。図１は、トリポード型等速ジョイントの中間シャフト軸径方向断面図（以下、「中間シャフト軸方向視図」という）を示す。図２は、トリポード型等速ジョイントの中間シャフト軸方向断面図（以下、「トルク伝達方向視図」という）を示す。図３は、トリポード２０を、トリポード軸部２２の先端側から見た図である。すなわち、図３は、トリポード２０を図２の上側から見た図である。

このトリポード型等速ジョイントは、一方側のシャフト（図示せず）に連結されるアウタレース１０と、他方側のシャフト（図示せず）（中間シャフト）に連結されるトリポード２０と、アウタレース１０とトリポード２０との間に介在するローラ３０とから構成される。

アウタレース１０は、カップ状（有底筒状）に形成されており、カップ底外側が一方側のシャフトに連結されている。そして、アウタレース１０のカップ状部分の内周面には、アウタレース回転軸方向（図１の前後方向、図２の左右方向）に延びる案内溝１１が等間隔に３本形成されている。なお、図１及び図２においては、１本の案内溝１１のみを示す。

トリポード２０は、アウタレース１０のカップ状部分の内側に配置されている。このトリポード２０は、ボス部２１と、３本のトリポード軸部２２とを備える。ボス部２１は、円筒状からなり、ボス部２１の内周側が、他方側のシャフト（中間シャフト）の端部に連結される。

それぞれのトリポード軸部２２は、ボス部２１の外周側に、中間シャフト軸（トリポード２０の軸心）の径方向外側に向かって延在するように、且つ、ボス部２１の周方向に等間隔に形成されている。トリポード軸部２２は、楕円断面形状（円形断面形状を含む）の柱状からなる。詳細には、図１及び図３に示すように、トルク伝達領域において、トリポード軸部２２のトルク伝達方向幅ａｘは、トリポード軸部２２の根元側から先端側に行くに従って、僅かに小さく形成されている。すなわち、トリポード軸部２２の先端部のトルク伝達方向幅ａ２は、トリポード軸部２２の根元部のトルク伝達方向幅ａ１より小さく形成されている。なお、詳細は後述するが、トリポード軸部２２のトルク伝達方向幅ａｘは、全て一定としてもよい。

また、図２及び図３に示すように、トルク伝達領域において、トリポード軸部２２の中間シャフト軸方向幅ｂｘは、トリポード軸部２２の根元側から先端側に行くに従って、小さく形成されている。すなわち、トリポード軸部２２の先端部の中間シャフト軸方向幅ｂ２は、トリポード軸部２２の根元部の中間シャフト軸方向幅ｂ１より小さく形成されている。そして、トリポード軸部２２の先端部の中間シャフト軸方向幅ｂ２は、当該先端部のトルク伝達方向幅ａ２よりも小さく形成されている。

ここで、トルク伝達領域とは、図２に示す領域であって、トリポード軸部２２の外周面のうちトルク伝達に寄与する部位が含まれるトリポード軸部２２の軸方向領域である。トルク伝達に寄与する部位とは、トリポード軸部２２とローラ３０との間でトルク伝達が行われる際に、トリポード軸部２２のうちローラ３０のインナローラ３１に接触し得る部位である。このトルク伝達に寄与する部位は、図１において、トリポード軸部２２の左右端側である。なお、トリポード軸部２２の詳細形状については、後述する。

ローラ３０は、リング状からなる。ローラ３０は、トリポード軸部２２の外周側に、トリポード軸回りに回転可能に、且つ、トリポード軸方向に摺動可能に、軸支されている。さらに、ローラ３０は、トリポード軸部２２に対して揺動可能である。さらに、ローラ３０は、案内溝１１に転動可能に配置されている。このローラ３０は、インナローラ３１と、アウタローラ３２と、複数のニードル３３と、２個のスナップリング３４、３４とから構成される。

インナローラ３１は、円筒状からなり、それぞれのトリポード軸部２２の先端部２２１に回転、摺動且つ揺動可能に軸支されている。インナローラ３１の円筒状内面は、トリポード軸部２２に接触する。そして、インナローラ３１の筒長は、トリポード軸部２２のトルク伝達領域の長さよりも僅かに小さい。このインナローラ３１の内径は、トリポード軸部２２の根元部の長径より僅かに大きくされている。

ここで、トリポード軸部２２の中間シャフト軸方向幅ｂｘは、根元側から先端側に行くに従って小さく形成されている。従って、インナローラ３１がトリポード軸部２２の根元部に位置する場合には、トルク伝達方向視（図２）において、ローラ３０はトリポード軸部２２に対してほとんど揺動できない。これに対して、インナローラ３１がトリポード軸部２２の先端部に位置する場合には、トルク伝達方向視（図２）において、ローラ３０はトリポード軸部２２に対して大きく揺動できる。そして、この揺動角度は、トリポード軸部２２に対するインナローラ３１の位置が根元側から先端側に行くに従って、大きくなる。

一方、トリポード軸部２２のトルク伝達方向幅ａｘは、根元側から先端側まで全て一定の場合がある。この場合、インナローラ３１はトリポード軸部２２の何れの位置にある場合にも、中間シャフト軸方向視（図１）において、ローラ３０はトリポード軸部２２に対してほとんど揺動しない。

また、トリポード軸部２２のトルク伝達方向幅ａｘは、根元側から先端側に行くに従って、小さく形成されている場合がある。この場合、インナローラ３１がトリポード軸部２２の根元部に位置する場合には、中間シャフト軸方向視（図１）において、ローラ３０はトリポード軸部２２に対してほとんど揺動しない。これに対して、インナローラ３１がトリポード軸部２２の先端部に位置する場合には、中間シャフト軸方向視（図１）において、ローラ３０はトリポード軸部２２に対して揺動できる。そして、この揺動角度は、トリポード軸部２２に対するインナローラ３１の位置が根元側から先端側に行くに従って、大きくなる。さらに、トリポード軸部２２の先端部の中間シャフト軸方向幅ｂ２は、当該先端部のトルク伝達方向幅ａ２よりも小さく形成されている。従って、インナローラ３１がトリポード軸部２２の先端部に位置する場合には、中間シャフト軸方向視（図１）におけるローラ３０の揺動可能角度は、トルク伝達方向視（図２）におけるローラ３０の揺動可能角度より小さくなる。

アウタローラ３２は、円筒状からなる。このアウタローラ３２の外周面は、案内溝１１に倣った形状からなる。従って、アウタローラ３２は、案内溝１１に対して図１の上下方向の軸回り（トリポード軸回り）に転動可能に係合する。さらに、アウタローラ３２の内周面には、径方向外側（図１の上側）及び径方向内側（図１の下側）に係止溝３２ａが形成されている。そして、それぞれのニードル３３は、細長い円柱状からなり、インナローラ３１とアウタローラ３２の間に、インナローラ３１及びアウタローラ３２に対して転動可能に介在している。

スナップリング３４、３４は、係止溝３２ａにそれぞれ嵌め込まれ、インナローラ３１及びニードル３３に対して、ローラ回転軸方向（図１の上下方向）に係合するようにされている。つまり、スナップリング３４、３４は、インナローラ３１及びニードル３３がアウタローラ３２の内側から図１の上方向及び下方向へ離脱しないようにしている。

なお、上記においては、ローラ３０のインナローラ３１は、円筒状としたが、インナローラ３１の内周面又は外周面は、球面状からなるようにしてもよいし、ローラ回転軸径方向（径方向外側又は径方向内側）にくぼみ、又は、ふくらみを有するものでもよい。また、上記において、アウタローラ３２についても、円筒状としたが、アウタローラ３２の外周面又は内周面は、球面状からなるようにしてもよいし、ローラ回転軸径方向（径方向外側又は径方向内側）にくぼみ、又は、ふくらみを有するものでもよい。

次に、上述したトリポード型等速ジョイントの動作について説明する。まず、ジョイント角が０度の場合、すなわち、中間シャフト軸とアウタレース回転軸とが一致している場合には、ローラ３０はトリポード軸部２２の根元部に位置する。このとき、ローラ３０が案内溝１１に沿って滑らかに転動するためには、ローラ３０のローラ回転軸とトリポード軸部２２のトリポード軸とが一致しているとよい。そして、ローラ３０がトリポード軸部２２の根元部に位置するときには、ローラ３０はトリポード軸部２２に対してほとんど揺動せず、ローラ３０のローラ回転軸とトリポード軸部２２のトリポード軸とがほぼ一致した状態となる。従って、ジョイント角が０度の場合には、ローラ３０は、案内溝１１に沿って滑らかに転動することができる。

一方、ジョイント角が０度でない場合、すなわち、中間シャフト軸とアウタレース回転軸とが傾斜している場合には、ローラ３０は、トリポード軸部２２の根元部と先端部との間を往復移動する。そして、ジョイント角が０度でない場合において、ローラ３０がトリポード軸部２２の根元部に位置する場合に、ローラ３０が案内溝１１に沿って滑らかに転動するためには、ローラ３０のローラ回転軸とトリポード軸部２２のトリポード軸とが一致しているとよい。そして、ローラ３０がトリポード軸部２２の根元部に位置するときには、ローラ３０はトリポード軸部２２に対してほとんど揺動せず、ローラ３０のローラ回転軸とトリポード軸部２２のトリポード軸とがほぼ一致した状態となる。

また、ジョイント角が０度でない場合において、ローラ３０がトリポード軸部２２の先端部に位置する場合に、ローラ３０が案内溝１１に沿って滑らかに転動するためには、図２の二点鎖線にて示すように、トルク伝達方向視（図２）において、ローラ３０はトリポード軸部２２に対して傾斜しているとよい。そして、ローラ３０がトリポード軸部２２の先端部に位置するときには、ローラ３０はトリポード軸部２２に対して大きく揺動可能であるため、ローラ３０は、案内溝１１に沿うようにトリポード軸部２２に対して揺動する。従って、ジョイント角が０度でない場合にも、ローラ３０は、案内溝１１に沿って滑らかに転動することができる。

次に、トリポード軸部２２のトルク伝達方向幅ａｘ及び中間シャフト軸方向幅ｂｘを変化させた場合に、誘起スラスト力が測定する実験を行った。この実験は、アウタレース１０を検出用軸受に支持し、トリポード２０をアウタレース１０に対して所定角度に保持し、検出用軸受に発生するスラスト力を測定した。つまり、このスラスト力は、トリポード型等速ジョイントが発生する誘起スラスト力に相当する。

第１の実験として、トルク伝達方向幅ａｘを固定した状態において、中間シャフト軸方向幅ｂｘを変化させた場合に発生する誘起スラスト力を測定した。ここで、第１の実験の条件として、中間シャフト軸方向幅ｂｘは、根元部から先端側に行くに従って小さくするようにしている。さらに、トリポード軸部２２のトリポード軸直交断面形状は、中間シャフト軸方向幅ｂｘが楕円の長径又は短径となる楕円形状としている。

この測定結果を図４に示す。図４は、横軸を、根元部の中間シャフト軸方向幅ｂ１に対する任意位置の中間シャフト軸方向幅ｂｘの比（ｂｘ／ｂ１）とし、縦軸を、トリポード軸部２２の根元部から先端部までの軸方向位置とする。そして、図４において、誘起スラスト力が所定値以下の範囲を濃色ハッチングにより示す。

図４から分かるように、根元部の中間シャフト軸方向幅ｂ１を１とした場合に、先端部の中間シャフト軸方向幅ｂ２が０．２５〜０．８の範囲が、誘起スラスト力が小さい。また、先端部の中間シャフト軸方向幅ｂ２が０．４５〜０．６５の範囲が、さらに誘起スラスト力が小さい。そして、最も誘起スラスト力が小さくなるのは、先端部の中間シャフト軸方向幅ｂ２が、０．５５の状態である。

ここで、先端部の比ｂ２／ｂ１が大きいほど、ローラ３０がトリポード軸部２２の先端部に位置する場合に、ローラ３０の揺動角度が小さくなる。そのため、ローラ３０が案内溝１１に滑らかに転動できず、誘起スラスト力が大きくなったものと考えられる。

なお、図４に示す濃色ハッチングの範囲であれば、トリポード軸部２２の中間シャフト軸方向幅ｂｘの根元部から先端部の間においては、上記条件を満たす限りどのような形状であってもよい。すなわち、根元部から先端部までの経路が、直線であっても、均一曲率の曲線であっても、曲率が変化する曲線であってもよい。ただし、トリポード軸部２２の中間シャフト軸方向幅ｂｘの根元部から先端部の間においては、根元部から先端部に行くに従って、比ｂｘ／ｂ１の変化率が大きくなる方が、誘起スラスト力が小さくなっている。

第２の実験として、中間シャフト軸方向幅ｂｘを固定した状態において、トルク伝達方向幅ａｘを変化させた場合に発生する誘起スラスト力を測定した。ここで、第２の実験の条件として、トルク伝達方向幅ａｘは、根元部から先端部まで全てに亘って一定、又は、根元部から先端側に行くに従って小さくするようにしている。さらに、トリポード軸部２２のトリポード軸直交断面形状は、トルク伝達方向幅ａｘが楕円の長径又は短径となる楕円形状としている。

この測定結果を図５に示す。図５は、横軸を、根元部のトルク伝達方向幅ａ１に対する任意位置のトルク伝達方向幅ａｘの比（ａｘ／ａ１）とし、縦軸を、トリポード軸部２２の根元部から先端部までの軸方向位置とする。そして、図５において、誘起スラスト力が所定値以下の範囲を濃色ハッチングにより示す。

図５から分かるように、根元部のトルク伝達方向幅ａ１を１とした場合に、先端部のトルク伝達方向幅ａ２が０．７〜１．０の範囲が、誘起スラスト力が小さい。また、先端部のトルク伝達方向幅ａ２が０．８５〜０．９８の範囲が、さらに誘起スラスト力が小さい。そして、最も誘起スラスト力が小さくなるのは、先端部の中間シャフト軸方向幅ｂ２が、０．９５の状態である。

ここで、先端部の比ａ２／ａ１が０．７より小さい場合には、ローラ３０がトリポード軸部２２の先端部に位置する場合に、中間シャフト軸方向視におけるローラ３０の揺動自由度が大きくなる。そのため、ローラ３０の端面が案内溝１１に接触するおそれがある。この接触により、誘起スラスト力が大きくなったものと考えられる。

なお、図５に示す濃色ハッチングの範囲であれば、トリポード軸部２２のトルク伝達方向幅ａｘの根元部から先端部の間においては、上記条件を満たす限りどのような形状であってもよい。すなわち、根元部から先端部までの経路が、直線であっても、均一曲率の曲線であっても、曲率が変化する曲線であってもよい。ただし、トリポード軸部２２のトルク伝達方向幅ａｘの根元部から先端部の間においては、根元部から先端部に行くに従って、比ａｘ／ａ１の変化率が大きくなる方が、誘起スラスト力が小さくなっている。

第３の実験として、トリポード軸部２２のトリポード軸直交断面形状が中間シャフト軸方向幅ｂｘ又はトルク伝達方向幅ａｘを長径又は短径となる楕円形状とし、楕円度ｂｘ／ａｘを変化させた場合に発生する誘起スラスト力を測定した。ここで、第３の実験における条件として、中間シャフト軸方向幅ｂｘは、根元部から先端側に行くに従って小さくするようにしている。また、トルク伝達方向幅ａｘは、根元部から先端部まで全てに亘って一定、又は、根元部から先端側に行くに従って小さくするようにしている。さらに、楕円度ｂｘ／ａｘが、根元部から先端側に行くに従って小さくなるようにしている。

この測定結果を図６に示す。図６は、横軸を、楕円度ｂｘ／ａｘとし、縦軸を、トリポード軸部２２の根元部から先端部までの軸方向位置とする。そして、図６において、誘起スラスト力が所定値以下の範囲を濃色ハッチングにより示す。

図６から分かるように、根元部の楕円度ｂ１／ａ１は、０．７０〜１．３０であり、先端部の楕円度ｂ２／ａ２は、０．３５〜０．８０の範囲が、誘起スラスト力が小さい。また、根元部の楕円度ｂ１／ａ１は、０．９５〜１．０５であり、先端部の楕円度ｂ２／ａ２は、０．４５〜０．６５の範囲が、さらに誘起スラスト力が小さい。そして、最も誘起スラスト力が小さくなるのは、根元部の楕円度ｂ１／ａ１が１．００であり、先端部の楕円度ｂ２／ａ２が０．５５の状態である。

なお、図６に示す濃色ハッチングの範囲であれば、トリポード軸部２２の根元部から先端部の間においては、上記条件を満たす限りどのような形状であってもよい。すなわち、根元部から先端部までの経路が、直線であっても、均一曲率の曲線であっても、曲率が変化する曲線であってもよい。ただし、トリポード軸部２２の根元部から先端部の間においては、根元部から先端部に行くに従って、楕円度ｂｘ／ａｘの変化率が大きくなる方が、誘起スラスト力が小さくなっている。

ここで、本実施形態のトリポード軸部２２は、先端部に比べて根元部の断面係数が大きくなる。従って、トリポード軸部２２の強度を高くすることができ、結果としてトリポード型等速ジョイントの小型化を図ることができる。特に、根元部のトリポード軸直交断面形状は、断面係数が最大となる円形とすることができる。

トリポード型等速ジョイントの中間シャフト軸方向視図を示す。 トリポード型等速ジョイントのトルク伝達方向視図を示す。 トリポード２０を、トリポード軸部２２の先端側から見た図である。 第１の実験の測定結果を示す。 第２の実験の測定結果を示す。 第３の実験の測定結果を示す。

符号の説明

１０：アウタレース、 １１：案内溝、
２０：トリポード、 ２１：ボス部、 ２２：トリポード軸部、
３０：ローラ、 ３１：インナローラ、 ３２：アウタローラ、 ３３：ニードル、
３４：スナップリング

Claims (9)

1. カップ状からなり、内周面に回転軸方向に延びる３本の案内溝が形成されたアウタレースと、
   円筒状からなるボス部と、前記ボス部からそれぞれ中間シャフト軸の径方向外側に延在しそれぞれの前記案内溝内に挿入される３本のトリポード軸部と、を備えるトリポードと、
   リング状からなりそれぞれの前記トリポード軸部に回転可能に軸支され、且つ、前記案内溝に転動可能に係合するローラと、
   を備え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のトルク伝達領域において、前記トリポード軸部の中間シャフト軸方向幅は、根元側から先端側に行くに従って小さく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。
2. 中間シャフト軸及びトリポード軸に直交する方向をトルク伝達方向と規定した場合に、
   前記トルク伝達領域において、前記トリポード軸部のトルク伝達方向幅は、根元側から先端側に行くに従って小さく形成されている請求項１記載のトリポード型等速ジョイント。
3. 前記トリポード軸部の先端部の前記中間シャフト軸方向幅は、前記トリポード軸部の先端部の前記トルク伝達方向幅より小さく形成されている請求項１又は２に記載のトリポード型等速ジョイント。
4. 前記トルク伝達領域において、前記トリポード軸部の根元部の前記中間シャフト軸方向幅に対する前記トリポード軸部の先端部の前記中間シャフト軸方向幅の比は、０．２５〜０．８である請求項１〜３の何れか一項に記載のトリポード型等速ジョイント。
5. 前記トルク伝達領域において、前記トリポード軸部の根元部の前記トルク伝達方向幅に対する前記トリポード軸部の先端部の前記トルク伝達方向幅の比は、０．７〜１．０である請求項１〜４の何れか一項に記載のトリポード型等速ジョイント。
6. 前記トリポード軸部の軸直交断面形状は、楕円状に形成され、
   前記トリポード軸部のトルク伝達方向幅をａとし、前記トリポード軸部の中間シャフト軸方向幅をｂと規定した場合に、
   前記トルク伝達領域において、前記トリポード軸部の根元部の楕円度ｂ／ａは０．７０〜１．３０であり、前記トリポード軸部の先端部の楕円度ｂ／ａは０．３５〜０．８０である請求項１〜５の何れか一項に記載のトリポード型等速ジョイント。
7. 前記トルク伝達領域において、前記トリポード軸部の中間シャフト軸方向幅は、同一のトリポード軸方向位置における前記トリポード軸部のトルク伝達方向幅以下である請求項１〜６の何れか一項に記載のトリポード型等速ジョイント。
8. 前記ローラの内周面は、円筒状である請求項１〜７の何れか一項に記載のトリポード型等速ジョイント。
9. 前記トリポード軸部の根元部の軸直交断面形状は、円形に形成される請求項１〜８の何れか一項に記載のトリポード型等速ジョイント。

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