JP2006266460A - 等速ジョイントのシャフト抜け防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 内部部品にシャフトが簡単に組み込めるとともに、内部部品とシャフトが分解不可能な仕様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】 止め輪１４のシャフト挿入方向の表面に挿入孔９の入口側と当接する傾斜面１４ｂを形成するとともに、止め輪１４のシャフト引抜き方向の表面に挿入孔９の出口側に形成された直角な当接部１５と当接する平面１４ａを形成し、シャフト６の挿入時は止め輪１４の縮径を傾斜面１４ｂで行い、シャフト６の装着後の引抜き方向への力に対しては、止め輪１４に縮径方向の分力を発生しないようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車の駆動系や各種産業機器に使用される、非直線上に存在する回転軸同士の間で、等速に回転力の伝達を行う等速ジョイントに使用される、等速ジョイントのシャフト抜け防止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、シャフトの端部に形成した溝に断面略矩形の止め輪を装着して、内部部品のスプラインの端部に形成した傾斜面と止め輪を当接させるようになっている。

止め輪と傾斜面を面接触させることにより、面圧を低下させて接触部のへたりや摩耗を緩和させ、軸方向のガタの増加を抑制することが提案されている（特許文献１）。
特開平０８−１４５０６５号公報

シャフトと内部部品の組付け構造において、一度組付けると分解不可能な仕様のものと、分解可能な仕様のものとを製作する要求がある。

特許文献１のものは、止め輪が内部部品の傾斜面と当接する構成であるため、シャフトに引抜き方向の力が加わると止め輪を縮径させる分力が発生して、シャフトが内部部品から分解できる仕様であった。

本発明の主要な目的は、止め輪が簡単に挿入でき、しかも、一旦止め輪が拡径したらシャフトが抜けないようにすることである。

本発明の請求項１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輪と、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、止め輪が前記挿入孔に形成した当接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、前記当接部がシャフト引抜き方向に対して直角な面で構成され、前記止め輪が、前記当接部と当接するシャフト引抜き方向に対して表面が直角な平面と、挿入孔の入口端部と当接するシャフト引抜き方向に向かって内径が漸減する表面が傾斜した傾斜面とを有する。

シャフトを内輪に組付けるときは、挿入孔の入口端部と、止め輪の傾斜面が当接して、止め輪を縮径させる分力が発生する。また、シャフトの内輪への組付け後に、シャフト引抜き方向の力が加わると、挿入孔の当接部と止め輪の平面同士が当接する。

請求項２の等速ジョイントのシャフト抜け防止構造は、止め輪をばね鋼から形成したもので、止め輪が弾性的に縮径・拡径できるので、止め輪の挿入時の縮径や挿入終了時の拡径が確実に行える。

請求項３の等速ジョイントのシャフト抜け防止構造は、前記等速ジョイントが、ベル型の外輪と、内輪と、トルク伝達手段よりなる。また、請求項４の等速ジョイントのシャフト抜け防止構造は、止め輪が、内輪にシャフトが組付けられる前に、シャフトの止め輪溝に装着されているので、例えば外輪がベル型をしていても、一方向からの作業でシャフトを組付けて、シャフトの抜け止めを図ることができる。

シャフトを内輪に組付けるときは、挿入孔の入口端部と、止め輪の傾斜面が当接して、止め輪を縮径させる分力が発生する。したがって、止め輪が挿入しやすくなる。また、シャフトの内輪への組付けが終了すると、挿入孔の当接部と止め輪の平面同士が当接するので、シャフトに引抜き方向の力が加わっても止め輪を収縮させる力が発生せず、シャフトの抜けが防止される。

以下本発明の実施の形態を図１〜図６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、反先端側といった場合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をするが、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、保持器５とから構成されている。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、摺動式等速ジョイントであってもよい。

外輪２は一端にて開口したベル型で、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の入口側の端部には、図６に示すように、面取り部９ａが形成されている。この面取り部９ａと、スプライン１０の入口側の端面に形成されテーパ部１０ａとで、連続した傾斜面１２を構成している。

挿入孔９の出口側は、図２、図３に示すように、挿入孔９よりも大きな径の孔１３を設け、スプライン１０の端部のテーパ部１０ｂと連続した軸線に対して直角な面１３ａを形成している。スプライン１０のテーパ部１０ｂは、直角な面１３ａと連続する軸線に対して直角な面１０ｃと、反先端側へ傾斜した傾斜面１０ｄとを含んでいる。直角な面１０ｃ，１３ａは、止め輪１４との当接部１５であって、シャフト引抜き方向に対して直角な面となる。

シャフト６の先端側には、図２に示すように、リング状の止め輪溝１６が形成されている。止め輪溝１６の両側壁すなわち先端側の壁１６ａと反先端側の壁１６ｂは、軸線に対して直角に形成されている。この止め輪溝１６に止め輪１４が装着される。止め輪溝１６は、シャフト６を内輪３の挿入孔９に図６の右側から左側へ挿入していく時に、止め輪１４が内輪３のスプライン１０の径以下に縮径できるように、止め輪１４が入り込む深さを有している。

止め輪溝１６の反先端側の壁１６ｂは、シャフト６を挿入孔９に挿入していくときに止め輪１４を挿入方向へ押すための壁となる。また、先端側の壁１６ａは、シャフト６に引き抜く力が加わったときに、止め輪１４を引抜き方向へ押すための壁となる。壁１６ａ，１６ｂの間の寸法は引抜き方向へシャフト６が移動したときに若干移動できる遊びがある。

止め輪１４は、ばね鋼から形成されており、図４、図５に示すように、一部が切欠された断面略五角形のリング状で、弾性的に縮径して止め輪溝１６内へ入り込めるようになっている。

止め輪１４のシャフト引抜き方向の表面（図５の右側）は、当接部１５と平行な軸線に直角な平面１４ａが形成されている。また、止め輪１４のシャフト挿入方向の表面（図５の左側）は、挿入孔９の入口側の傾斜面１２と平行な、シャフト挿入方向に向かって漸減する傾斜面１４ｂと、止め輪溝１６の先端側の壁１６ａと平行な面１４ｃとが形成されている。

シャフト６の内輪３への組付けは、図１に示すようなベル型の外輪２を用いる等速自在継手の場合、外輪２内に保持器５、内輪３、ボール４を組付けた後、シャフト６に止め輪１４を装着して内輪３に挿入する。その時、図６に示すように、挿入孔９の入口部で円周状に配置された治具１７により力を加えて、止め輪１４を縮径させながら、シャフト６を図６の矢印Ｃ方向に挿入孔９に挿入していく。挿入初期は、傾斜面１２と止め輪１４の傾斜面１４ｂとが当接する。この両傾斜面１２，１４ｂの当接により、シャフト６を押す軸方向力に基づき、止め輪１４を縮径させる分力が発生することになる。そして、止め輪１４が挿入孔９のスプライン１０の内径と弾性的に当接しながら滑ってシャフト６が図６中左側へ移動していく。

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、シャフト６の肩部６ａと挿入孔９の反先端側の面取り部９ａとが当接して挿入が阻止される。シャフト６の挿入しろを規制するために、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の前記挿入孔９への挿入が止まった時点で、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１３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の外周面が孔１３の周壁に弾性的に当接して、シャフト６が内輪３に組込まれた状態となる。

止め輪１４はこの状態では完全に拡径しておらず、孔１３の周壁ならびに当接部１５と当接して、図２より明らかなように、半径方向で見て、スプライン１０，１１の嵌合範囲内に位置することになる。

内輪３とシャフト６とが組込まれた状態で、シャフト６に引抜き方向（図２の矢印Ｂ方向）の力が加わると、止め輪溝１６の先端側の壁１６ａが止め輪１４を引抜き方向へ移動させようとして、止め輪１４の平面１４ａと当接部１５が当接する。しかし、シャフト６の引抜き方向に対して当接部１５が垂直となっているので、シャフトの反力Ｆを垂直に受け止め、止め輪１４を縮径させる分力が発生せず、シャフト６を内輪３から引き抜くことができない。

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２相当の内輪の断面図である。 止め輪の正面図である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。 シャフトを内輪に組付ける初期の状態を示したシャフトの一部を切欠いた断面図である。

符号の説明

１ 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
１２ 傾斜面
１４ 止め輪
１５ 当接部
１６ 止め輪溝

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輪と、
   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、止め輪が前記挿入孔に形成した当接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、
   前記当接部がシャフトの引抜き方向に対して直角な面で構成され、
   前記止め輪が、前記当接部と当接するシャフト引抜き方向に対して表面が直角な平面と、挿入孔の入口端部と当接するシャフト挿入方向に向かって内径が漸減する表面が傾斜した傾斜面を有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. 前記止め輪がバネ鋼から形成されたことを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイントのシャフト抜け防止構造。
3. 前記等速ジョイントが、ベル型の外輪と、内輪と、トルク伝達手段とよりなる請求項１に記載のシャフト抜け防止構造。
4. 前記止め輪が、内輪にシャフトが組付けられる前に、シャフトの止め輪溝に装着されていることを特徴とする請求項１または３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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