JP2006258254A - 等速ジョイントのシャフト抜け防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 内部部品とシャフトが分解可能な仕様と、分解不可能な仕様を選択可能とした等速ジョイントのシャフト抜け防止構造を提供する。
【解決手段】 シャフト６に形成した止め輪溝１３のシャフト引抜き方向と反対側の壁を当接部とし、垂直な面１３ｂと角１３ｃからなる少なくとも２点以上の当接部として、止め輪１４の下面と当接させることにより、止め輪１４の縮径方向への移動を阻止して、分解不可能な仕様とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自動車や各種産業機器に使用される等速ジョイントにおいて、その内部部品と軸部とを結合するスプライン嵌合構造に関するものである。

自動車の駆動系等に組み込む等速ジョイントにおいては、ブーツ交換等の整備工数の簡素化を目的に、ジョイント内部部品とシャフトとを分解可能に嵌合させた抜け止め構造が従来から採用されている。その構造は、シャフトの端部に溝を形成し、この溝に止め輪を設けて、止め輪の弾性拡開によりジョイント内部部品に形成した当接面と係合させる。そして、シャフトを引抜く際に止め輪と干渉する当接面に角度を設けて、止め輪との干渉力の分力により止め輪を縮径させて係合を外すという仕組みにしている（特許文献１、特許文献２）。
特開平０８−６８４２６号公報 実公昭６４−５１２４号公報

シャフトと内部部品の取付け構造において、一度組み込むと分解不可能な仕様のものと、分解可能な仕様のものを製作する要求がある。

特許文献１においては、止め輪装着位置をシャフトの非端面側とし、内部部品の端面に止め輪を縮径させるための工具係合溝を設けることにより、組立ておよび分解が可能な構造としているが、この場合、内部部品の工具係合溝の加工に時間と費用を費やさねばならなかった。

また、特許文献２においては、止め輪を縮径させてシャフトを抜けるようにすることが開示されているが、抜ける仕様と抜けない仕様を成立させるための傾斜部の角度をどの様に管理するか示されていなかった。

本発明は、上記課題に鑑みて、内部部品の種類を増やすことなく、一度組み込むと分解不可能な仕様と、分解可能な仕様を成立させることができる等速ジョイントのシャフト抜け防止構造を提供する。

本発明の等速ジョイントのシャフト抜け防止構造は、シャフトと嵌合するための挿入孔を有する等速ジョイントの内部部品と、リング状の止め輪溝を有するシャフトと、前記止め輪溝内に位置する弾性的に拡径・縮径が可能な止め輪とからなり、シャフトに引抜き方向の力が加わったとき、止め輪が内部部品の挿入孔に形成した傾斜部と前記止め輪溝との間に介在することによりシャフトの抜けを防止するようにしたシャフト抜け防止構造において、シャフト引抜き方向と反対側の止め輪溝の側壁を、少なくとも２つの当接部で構成するものである。

このことにより、シャフトに引抜き方向の力が加わったとき、挿入孔の傾斜部により止め輪に縮径方向の力が加わっても、止め輪溝の側壁が止め輪の下面と少なくとも２つの当接部で当接するので、止め輪の縮径方向への移動を阻止し、シャフトを引抜くことができないものである。

また、シャフト引抜き方向と反対側の止め輪溝の側壁を、シャフトの外径から軸心に向けて止め輪の線径より小さい寸法の段差部で構成するものである。

シャフトと内部部品とはスプラインで結合されており、前記内部部品の挿入孔にシャフトが装着されているとき、止め輪溝が内部部品のスプラインの軸方向範囲外に位置することにより、シャフトに引抜き方向の力が加わっても、止め輪溝の少なくとも２つの当接部、または段差部と、挿入孔の傾斜部とが止め輪に作用して、止め輪を挟み込んで縮径方向への移動を阻止する。

シャフトと内部部品とはスプラインで結合されており、前記内部部品の挿入孔にシャフトが装着されているとき、止め輪溝が内部部品のスプラインの軸方向範囲内に位置し、内部部品のスプラインに形成された溝と対向し、シャフトの引抜き方向の壁に止め輪との傾斜部を形成している。

このことにより、シャフトに引抜き方向の力が加わっても、内部部品のスプラインに形成した溝の傾斜面と、シャフト引抜き方向と反対側の止め輪溝の側壁に形成した少なくとも２つの当接部、または段差部が止め輪の下面に当接して、止め輪を挟み込んで縮径方向への移動を確実に阻止できる。

本発明は、シャフトに引抜き方向の力が加わると、止め輪の下面側と止め輪溝の少なくとも２つの当接部、または段差部が当接するため、止め輪の縮径方向への移動が阻止され、内部部品とシャフトとが分解不可能な仕様を簡単に製作することができる。

したがって、内部部品、止め輪をそれぞれ専用の部材として構成することなく、シャフトに形成する止め輪溝の側壁の構造で分解可能な仕様と、分解不可能な仕様が製造できるため、部品の共用化が可能となり、部品管理工数の低減ができる。

内部部品とシャフトとが分解可能な仕様にするには、シャフトの止め輪溝の側壁に少なくとも２つの当接部、または段差部がない仕様にすることにより、内部部品側の傾斜部を傾斜面として、止め輪を縮径方向に移動する力を付与するようにしておけば、シャフトに引抜き方向の力が加わると止め輪が縮径して、止め輪が挿入孔内を移動して、止め輪による阻止が解除できる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図８を参考に説明するが、説明の都合上、先端側といった場合は図中左側を、反先端側といったときは図中右側を示すものとする。便宜上、図１に示すような固定式等速ジョイントにより説明するが、この場合の内部部品は内輪となる。

固定式等速ジョイント１は、図１に示すように、外輪２と、内輪３と、トルク伝達用ボール４と、トルク伝達用ボール４の保持器５とから構成されている。そして、内輪３にトルクを伝達するシャフト６を嵌合して取付けている。等速ジョイントは、固定式等速ジョイント１に限定されることなく、ダブルオフセット型、クロスグローブ型、トリポード型等の摺動式等速ジョイントであってもよい。なお、ダブルオフセット型やクロスグローブ型における内部部品も内輪と呼ばれるものであるが、トリポード型の場合、内部部品は。トラニオンと呼ばれるものになる。

外輪２は、球面状の内径面に曲線状の案内溝７を円周方向等間隔に形成してある。内輪３は、球面状の外径面に曲線状の案内溝８を円周方向等間隔に形成してある。外輪２の案内溝７と内輪３の案内溝８とで形成されるボールトラックにトルク伝達用ボール４を組込んである。

内輪３には、図２に示すように、シャフト６と嵌合するための挿入孔９が軸方向に形成されている。挿入孔９の内周面には、スプライン１０が形成されていて、シャフト６に形成されたスプライン１１と嵌合させることにより、内輪３とシャフト６がトルク伝達可能に結合する。

挿入孔９のシャフト６の先端側は、拡径加工が行われて、図２に示すように、挿入孔９よりも大きな径の孔１２が形成してある。孔１２は、スプライン１０の終端のテーパ部１０ａと傾斜面１２ａを介して連続している。

シャフト６の先端側には、リング状の止め輪溝１３が形成されている。この止め輪溝１３の深さＬ１と幅Ｗ１は、図２に示すように、内輪３とシャフト６の抜け止め用の止め輪１４の線径Ｌ２よりも大きくしてある（Ｌ１＞Ｌ２、Ｗ１＞Ｌ２）。これにより、シャフト６を内輪３の挿入孔９に図４の右側から左側へ挿入していくときに、止め輪１４を内輪３のスプライン１０の小径以下に縮径させることができる。

止め輪１４は、図３に示すように、リング状ではあるが一部が切欠されており、縮径して止め輪溝１３内へ入り込むようになっている。

止め輪溝１３の先端側の壁１３ａ（シャフト引抜き方向と反対側の側壁）には、シャフト６に引抜き方向の力が加わったときに止め輪１４の下面１４ａが当接する軸線に対し垂直な壁１３ｂと、角１３ｃを形成する直角な段差部１３ｄが形成されている。この段差部１３ｄは、シャフト６の半径方向に深さＬ３と、軸方向に幅Ｗ２を有し、いずれも止め輪１４の線径Ｌ２よりも小さくしてある（Ｌ２＞Ｌ３、Ｌ２＞Ｗ２）。すなわち、止め輪１３の線径Ｌ２よりも小さい半径方向寸法Ｌ３と小さい軸方向寸法Ｗ２により段差部１３ｄを形成している。

止め輪１４の下面とは、止め輪１４がリング状に形成されていることから、中心側の面を意味し、図３の矢印１４ａで示す範囲をいう。この矢印１４ａの範囲は、断面円形の場合は半円となり、下面と上面の境界も含む。

Ｌ２≦Ｌ３であると、段差部１３ｄ内に止め輪１４が収まってしまうので、抜け止め作用が無くなる。また、Ｌ２≦Ｗ２であると、止め輪溝１３の幅が大きくなり、シャフト６が、図２中左右方向に移動できる遊び空間が大きくなるので実用的でない。

シャフト６の内輪３への取付けは、止め輪１４を止め輪溝１３に配置して、止め輪１４を縮径させた状態で、シャフト６を挿入孔９に挿入する。この時、止め輪１４は挿入孔９のスプライン１０と弾性的に当接しながら滑って移動していく（図４矢印Ａ方向）。

そして、シャフト６の先端が挿入孔９を抜ける位置（実質的にはスプライン１０との当接が無くなる位置）に至ると、挿入孔９の反先端側の端部９ａがシャフト６の一部６ａと当接して挿入が阻止される。シャフト６の挿入代を規制するために別途止め輪を取付けておいて、止め輪が挿入孔９の反先端側と当接して、それ以上の挿入を阻止するようにしてもよい。

シャフト６の挿入孔９への挿入が止まった時点では、止め輪１４はスプライン１０との当接を脱して大きな径の孔１２に位置するため、弾性により拡径する。止め輪１４が拡径すると、止め輪１４の外周面側が孔１２の周壁に弾性力で当接し、シャフト６が内輪３に装着された状態となる。

止め輪１４はこの状態では完全に拡開しておらず、孔１２の周壁ならびにテーパ部１０ａと当接して、スプライン１０，１１の嵌合範囲内に位置することになる。

そのため、シャフト６に引抜き方向の力（図５矢印Ｂ方向）が加わると、シャフト６が図２の状態から図５の状態のように平行に移動する（これはスプライン１０，１１が外れる方向へ移動することをいう）が、止め輪１４の下面１４ａの先端側に位置する面が段差部１３ｄの垂直な壁１３ｂと、角１３ｃとに２点で当接すると共に、内輪３のスプライン１０の終端に形成されたテーパ部１０ａ、傾斜面１２ａのいずれかと止め輪１４の上面１４ｂの反先端側が当接して、止め輪１４を挟み込んだ状態になる。

垂直な壁１３ｂと当接するのは、止め輪１４の下面１４ａと上面１４ｂの境目となる。そして、角１３ｃと当接するのは、止め輪１３の下面１３ａの図５中時計の６時から９時の間の１／４の左下の円弧面となる。

止め輪溝１３の先端側に形成した垂直な壁１３ｂと角１３ｃがシャフト側の当接部となるとともに、スプライン１０の終端のテーパ部１０ａまたは傾斜面１２ａが内輪３側の挿入孔９の傾斜部となる。

垂直な壁１３ｂに止め輪１４を引抜く方向へ移動させようとする力が加わると、内輪３側の傾斜部（テーパ部１０ａまたは傾斜面１２ａ）で止め輪１４を軸心方向に縮径させる力が付与される。しかし、止め輪溝１３の当接部（垂直な壁１３ｂと角１３ｃ）によって、縮径方向の力が阻止され、止め輪１４が止め輪溝１３内に入り込むことができずに噛み込んだ状態となる。その結果、シャフト６を引抜くことができない。

もし、シャフト６を内輪３から分解可能な仕様にする場合は、シャフト６の止め輪溝１３に段差部１３ｄを形成しなければよい。その場合、スプライン１０のテーパ部１０ａと孔１２の傾斜面１２ａが共に傾いているため、シャフト６に引抜き方向の力が加わると、テーパ部１０ａ又は傾斜面１２ａにより止め輪１４が縮径力を受けて止め輪溝１３内に入り込む。その結果、図４矢印Ａとは反対の方向へシャフト６が移動できるようになり、引抜くことができる。

このように、シャフト６の止め輪溝１３に段差部１３ｄを形成していることは、外見からも一目瞭然である。したがって、シャフト６が内輪３から分解可能な仕様とするときは、シャフト６の止め輪溝１３に段差部１３ｄを形成しないようにしておけば、シャフトの管理だけで分別が簡単に行える。また、分解可能な仕様と、一度組み込むと分解不可能な仕様で、内部部品の共用化が可能となり、部品管理工数の低減ができる。

また、内輪３とシャフト６の組立てにおいても、従来のシャフトと同じように止め輪を縮径させて内輪の挿入孔に挿入して装着するので特別な構造を取ることなく、簡単に、分解不可能な仕様の内輪３とシャフト６の組立てができる。

なお、段差部１３ｄの形状は、必ずしも図１のように垂直な壁１３ｂと角１３ｃで形成する必要はない。例えば、図６に示すように垂直な壁１３ｂと傾斜面１３ｅ、図７の示すように垂直な壁１３ｂと円弧面１３ｆとしても、同様に少なくとも２つの当接部を得ることができる。この段差部１３ｄは実施の形態では２つの当接部で説明したが、段差部の形状によっては、当接部を増やすことも可能である。

また、止め輪溝１３の位置は、内輪３の挿入孔９の範囲内ならばどこにあってもよい。例えば図８に示すように、スプライン１０の途中に溝１５を設けて、この溝１５と止め輪溝１３を対向させて、止め輪１４の一部が溝１５に入り込むようにすることもできる。この場合、止め輪溝１３の構造が同じで、内輪３側の傾斜部が溝１５の反先端側の壁１５ａとなるので、壁１５ａをスプライン１０のテーパ部１０ａと連続した傾斜面１２ａと同じように溝の開口側が広くなるように傾斜させれば、図２と同じような作用効果を奏することができる。

本発明の実施の形態を示す等速ジョイントの部分断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 図１の止め輪の斜視図である。 図２相当のシャフト引抜き状態を示す断面図である。 図２相当の止め輪が挟み込まれた状態を示す断面図である。 図２相当の止め輪溝の一形態を示す断面図である。 図２相当の止め輪溝の一形態を示す断面図である。 図２相当の止め輪溝の位置が異なる断面図である。

符号の説明

１ 固定式等速ジョイント
３ 内輪
６ シャフト
９ 挿入孔
１０，１１ スプライン
１０ａ テーパ部（傾斜部）
１２ａ 傾斜面（傾斜部）
１３ 止め輪溝
１３ｂ 垂直な面（当接部）
１３ｃ 角（当接部）
１３ｄ 段差部
１４ 止め輪
１５ 溝

Claims (4)

1. シャフトと嵌合するための挿入孔を有する等速ジョイントの内部部品と、
   リング状の止め輪溝を有するシャフトと、
   前記止め輪溝内に位置する弾性的に拡径・縮径が可能な止め輪とからなり、
   シャフトに引抜き方向の力が加わったとき、止め輪が内部部品の挿入孔に形成した傾斜部と前記止め輪溝との間に介在することによりシャフトの抜けを防止するようにしたシャフト抜け防止構造において、
   シャフト引抜き方向と反対側の止め輪溝の側壁を、止め輪の下面と当接する少なくとも２つの当接部から構成することを特徴とする等速ジョイントのシャフト抜け防止構造。
2. シャフトと嵌合するための挿入孔を有する等速ジョイントの内部部品と、
   リング状の止め輪溝を有するシャフトと、
   前記止め輪溝内に位置する弾性的に拡径・縮径が可能な止め輪とからなり、
   シャフトに引抜き方向の力が加わったとき、止め輪が内部部品の挿入孔に形成した傾斜部と前記止め輪溝との間に介在することによりシャフトの抜けを防止するようにしたシャフト抜け防止構造において、
   シャフト引抜き方向と反対側の止め輪溝の側壁を、シャフトの外径から軸心に向けて止め輪の線径より小さい寸法の段差部で構成することを特徴とする等速ジョイントのシャフト抜け防止構造。
3. シャフトと内部部品とはスプラインで結合されており、前記内部部品の挿入孔にシャフトが装着されているとき、止め輪溝が内部部品のスプラインの軸方向範囲外に位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の等速ジョイントのシャフト抜け防止構造。
4. シャフトと内部部品とはスプラインで結合されており、前記内部部品の挿入孔にシャフトが装着されているとき、止め輪溝が内部部品のスプラインの軸方向範囲内に位置し、内部部品のスプラインに形成された溝と対向し、この溝のシャフト引抜き方向の壁に前記傾斜部を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の等速ジョイントのシャフト抜け防止構造。

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