JP2007092932A - 等速自在継手のシャフト抜け止め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 シャフトの内輪への組み付け作業の簡略化を図ることができ、しかも内輪とシャフトとの軸方向ガタを無くすことが可能な等速自在継手のシャフト抜け止め構造を提供する。
【解決手段】 等速自在継手２の内輪６の挿入孔９に挿入されて内輪６とスプライン結合されるシャフト１０の抜け止め構造である。内輪６のシャフト挿入側の開口部に螺旋状溝２５を形成する。シャフト１０の外周面に周方向凹部１６を形成する。螺旋状溝２５に螺合するリング体１７を周方向凹部１６に軸心廻りに回転可能に嵌合させて、リング体１７を軸心廻りに回転させる。これによって、リング体１７を螺旋状溝２５に対して螺進させる。内輪６とシャフト１０との軸方向の相対的移動にて、内輪６の位置決め部位とシャフト１０のストッパ部位とを当接させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機器に使用される等速自在継手におけるシャフト抜け止め構造に関するものである。

自動車や各種産業機械における動力の伝達に用いられる等速自在継手は、一般に、外輪と、内輪と、内輪の挿入孔に嵌合するシャフト等を備える。シャフトは抜け止め構造によって軸方向の抜けが防止される。

従来のシャフトの抜け止め構造は、シャフトに周方向溝（環状溝）を設け、この周方向溝に、一部に切欠部を有す弾性リング体（以下Ｃ型クリップと呼ぶ）を嵌入させたものが一般的である（特許文献１）。

特許文献１に記載の抜け止め構造は、図８に示すように、シャフト１００の端部のスプライン１０１に周方向溝（環状溝）１０２を設け、この周方向溝１０２にＣ型クリップ１０３を嵌合させる。シャフト１００が挿入される内輪（図示省略）には、その内周面に前記周方向溝１０２に対向する周方向溝が設けられる。Ｃ型クリップ１０３をやや縮径状態にして周方向溝１０２に嵌合し、この状態でシャフト１００を内輪の挿入孔に挿入する。Ｃ型クリップ１０３の外周側が内輪の周方向溝に出会うことにより、Ｃ型クリップ１０３が拡径してその外周側が内輪の周方向溝に嵌合される。

Ｃ型クリップ１０３は、その外径を自由状態においてシャフト外径よりも大きくすると共に、Ｃ型クリップ１０３の内径をシャフト１００の周方向溝１０２の底面径よりも大きくている。そして、シャフト１００を内輪に組み付ける際には、前述のようにＣ型クリップ１０３を内輪の挿入孔に挿入可能なように縮径させると共に、Ｃ型クリップ１０３の軸心をシャフト軸心に合わせる調芯を行なう必要があった。そこで、前記特許文献１に記載のものでは、この調芯のためにシャフト１００の周方向溝１０２に弾性部材１０５を嵌合させていた。
実開平１−１５４３１６号公報

特許文献１のような従来のシャフト抜け構造では、Ｃ型クリップ１０３及び調芯のための弾性部材１０５を必要として、部品点数が多く、コスト高となっていた。しかも、スプライン１０１に周方向溝１０２を設けているので、スプライン結合を安定させるため、スプライン１０１全体の軸方向長さを大きくする必要があった。さらに、シャフト１００を内輪の挿入孔に挿入する際には、Ｃ型クリップ１０３を内輪の挿入孔に挿入可能なように縮径させるので、シャフト１００を内輪に組み付けた後に、Ｃ型クリップ１０３が確実に拡径しているか否かの確認作業が不可能であった。

本発明は、上記課題に鑑みて、シャフトの内輪への組み付け作業の簡略化を図ることができ、しかも内輪とシャフトとの軸方向ガタを無くすことが可能な等速自在継手のシャフト抜け止め構造を提供する。

本発明の等速自在継手のシャフト抜け止め構造は、等速自在継手の内輪の挿入孔に挿入されて内輪とスプライン結合されるシャフトの抜け止め構造において、前記内輪のシャフト挿入側の開口部に螺旋状溝を形成するとともに、シャフトの外周面に周方向凹部を形成し、前記螺旋状溝に螺合するリング体を前記周方向凹部に軸心廻りに回転可能に嵌合させ、前記リング体を軸心廻りに回転させて、このリング体を前記螺旋状溝に対して螺進させ、これによって生じる内輪とシャフトとの軸方向の相対的移動にて、内輪の位置決め部位とシャフトのストッパ部位とを当接させるものである。なお、螺旋状溝には雌ねじを含む。

リング体をシャフトの周方向凹部に嵌合させた状態で、シャフトを内輪に挿入して、このリング体を内輪の螺旋状溝に螺合させる。この状態で、リング体をその軸心廻りに回転させば、リング体は内輪の螺旋状溝に対して螺進する。これによって、内輪とシャフトとの軸方向の相対的移動が生じ、内輪の位置決め部位とシャフトのストッパ部位とが当接することになる。すなわち、内輪が固定されていれば、シャフトがスプラインにガイドされて軸方向に沿ってさらに進入していき、シャフトが固定されていれば、内輪がスプラインにガイドされて軸方向に沿ってリング体側に移動し、内輪の位置決め部位とシャフトのストッパ部位とが当接する。

また、螺旋状溝は内輪のシャフト挿入側の開口部に形成されるので、この螺旋状溝と、リング体が嵌合する周方向凹部とをスプラインの軸方向範囲外に位置させることができる。

リング体の一部に切欠きを形成して径の拡縮を可能とする。これによって、リング体のシャフトの周方向凹部への嵌合作業の容易化を図ることができる。リング体は、その断面形状が矩形である。

リング体の内周面に切欠き部を設ける。これによって、周方向凹部に嵌合された状態のリング体をその軸心廻りに回転させる際に生じる摩擦力を軽減することができる。

本発明は、リング体をその軸心廻りに回転させることによって、内輪の位置決め部位とシャフトのストッパ部位とを当接させることができる。このため、この装着状態では、内輪とシャフトの軸方向ガタをなくすことができ、このシャフト抜け止め構造が用いられる等速自在継手は、安定した回転を得ることができ、高精度化を達成できる。内輪の位置決め部位とシャフトのストッパ部位とを当接させることによって、シャフトが正規の位置で内輪６に嵌合していることを確認でき、組立ての信頼性が向上する

螺旋状溝と、リング体が嵌合する周方向凹部とをスプラインの軸方向範囲外に位置させることができ、これにより、螺旋状溝や周方向凹部をスプラインに形成しないで済み、スプライン全体の軸方向長さを短く設定してもスプライン結合のための長さを確保することができる。このため、等速自在継手のコンパクトな設計が可能となる。

リング体の一部に切欠きを形成して拡縮を可能とする。これによって、リング体のシャフトの周方向凹部への嵌合作業を容易に行うことができ、組立性の向上を達成できる。

リング体の内周面に切欠き部を設けたことによって、周方向凹部に嵌合された状態のリング体をその軸心廻りに回転させる際に生じる摩擦力を軽減することができる。このため、リング体をその軸心廻りに滑らかに回転させることができ、組立性の一層の向上を図ることができる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明するが、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。

図１に示すように、等速自在継手２は、内周面に複数の案内溝（トラック溝）３を軸方向に形成した外輪４と、外周面に複数の案内溝（トラック溝）５を形成した内輪６と、外輪４の案内溝３と内輪６の案内溝５とで協働して形成されるボールトラックに配される複数のボール７と、ボール７を収容するためのポケット８ａを有する保持器（ケージ）８等から構成される。また、内輪６の軸心孔（挿入孔）９にシャフト１０が嵌合される。そして、本発明に係るシャフト抜け止め構造１は、内輪６の軸心孔９の入口（シャフト挿入側の開口部）側とシャフト１０との間に設けられる。等速自在継手２としては、図示例では固定式等速自在継手を示しているが、このシャフト抜け止め構造１を設けることができるものであれば、摺動式等速自在継手であってもよい。

シャフト１０の先端側外周には、図３に示すように、スプライン１１が形成され、内輪６の挿入孔９の内周面には、図５に示すように、スプライン１２が形成されている。シャフト１０のスプライン１１と内輪６のスプライン１２とを嵌合させることにより、内輪６とシャフト１０とがトルク伝達可能に結合する。

シャフト１０において、図３と図４に示すように、スプライン１１の反先端側の端縁から反先端側に向かって順次拡径するテーパ部１４が設けられ、このテーパ部１４の反先端側の端縁１４ａから、テーパ部１４の端縁１４ａよりも小径の中径部１５が設けられている。そして、テーパ部１４の端縁１４ａ近傍の中径部１５に、断面矩形状の周方向凹部１６が形成されている。

周方向凹部１６には図７に示すリング体１７が嵌合される。リング体１７は、断面矩形状であって、一部に切欠き１８を有し、径の拡縮が可能とされている。また、リング体１７の内周面１９には、周方向に沿って所定ピッチに複数の切欠き部２０が設けられている。すなわち、切欠き部２０を設けることによって、リング体１７の内周面１９がシャフト１０の周方向凹部１６の底面１６ａに接触する面積（接触面積）を減らすようにしている。

相対抗する切欠き端部２１ａ、２１ｂには、後述するように、このリング体１７をその軸心廻りに回転させるための工具（冶具）が挿入される操作孔２２が設けられている。

このように、構成されたリング体１７を、拡径した状態でシャフト１０に外嵌して、周方向凹部１６に対応させれば、縮径して周方向凹部１６に嵌合する。この嵌合状態は、リング体１７の径はほぼ自由状態の径となっている。このため、自由状態でのリング体１７の内径寸法を、周方向凹部１６の底面１６ａの径寸法と略同一に設定している。また、図４に示すように、リング体１７の肉厚Ｔと周方向凹部１６の軸方向長さＡとを略同一に設定している。

リング体１７が周方向凹部１６に嵌合した状態では、図２に示すように、外周部１７ａ側がシャフト１０の中径部１５の外周面から外径方向に突出している。

内輪６のシャフト挿入側の開口部に螺旋状溝２５を形成する。すなわち、図５等に示すように、内輪６の反先端側の内径側に、反先端側に突出する短円筒状の膨出部６ａを形成し、この膨出部６ａの内周面に螺旋状溝２５を形成する。なお、螺旋状溝２５には雌ねじを含む。

螺旋状溝２５とスプライン１２との間には、反先端側に向かって拡径するテーパ部２６が形成されている。この螺旋状溝２５は、その断面形状が外径方向に向かって側面が接近する台形状とされ、図６に示すように、リング体１７の外周部１７ａが嵌合（螺合）する。

次にシャフト１０を内輪６に組み付ける方法を説明する。まず、リング体１７をシャフト１０の周方向凹部１６に嵌合させて、リング体１７をシャフト１０に装着する。この状態で、内輪６の軸心とシャフト１０の軸心とを互いに一致させて、シャフト１０を軸方向に沿って内輪６の挿入孔９に押込む。

この際、シャフト１０のスプライン１１と内輪６のスプライン１２とが嵌合して、シャフト１０は回転することなく、軸方向に沿って押込まれる。そして、リング体１７が、螺旋状溝２５の開口部に螺合する。この状態で、リング体１７の操作孔２２に操作用冶具を挿入して、リング体１７をその軸心廻りに回転させる。

この回転によって、リング体１７が螺旋状溝２５を螺進する。この螺進によって、内輪６とシャフト１０との軸方向の相対的移動が生じ、テーパ部２６にて構成される内輪６の位置決め部位と、テーパ部１４にて構成されるシャフト１０のストッパ部位とが当接することになる。すなわち、内輪６が固定されていれば、シャフト１０がスプライン１１、１２にガイドされて軸方向に沿ってさらに進入していき、シャフト１０が固定されていれば、内輪６がスプライン１１、１２にガイドされて軸方向に沿ってリング体１７側に移動し、内輪６の位置決め部位とシャフト１０のストッパ部位とが当接する。

このように、内輪６のシャフト挿入側の開口部に形成される螺旋状溝２５と、シャフト１０の外周面に形成される周方向凹部１６に嵌合するリング体１７等で、シャフト抜け止め構造１を構成することができる。

本発明では、リング体１７をその軸心廻りに回転させることによって、内輪６の位置決め部位とシャフト１０のストッパ部位とを当接させることができる。このため、この装着状態では、内輪６とシャフト１０の軸方向ガタをなくすことができ、このシャフト抜け止め構造が用いられる等速自在継手は、安定した回転を得ることができ、高精度化を達成できる。内輪６の位置決め部位とシャフト１０のストッパ部位とを当接させることによって、シャフト１０が正規の位置で内輪６に嵌合していることを確認でき、組立ての信頼性が向上する。

また、螺旋状溝２５は内輪６のシャフト挿入側の開口部に形成されるので、この螺旋状溝２５と、リング体１７が嵌合する周方向凹部１６とをスプライン１１、１２の軸方向範囲外に位置させることができる。これにより、螺旋状溝２５や周方向凹部１６をスプライン１１、１２に形成しないで済み、スプライン全体の軸方向長さを短く設定してもスプライン結合のための長さを確保することができる。このため、等速自在継手のコンパクトな設計が可能となる。

リング体１７の一部に切欠き１８を形成して拡縮を可能としているので、リング体１７のシャフト１０の周方向凹部１６への嵌合作業を容易に行うことができ、組立性の向上を達成できる。

リング体１７の内周面１９に切欠き部２０を設けたことによって、リング体１７の内周面１９がシャフト１０の周方向凹部１６の底面１６ａに接触する面積（接触面積）を減らし、周方向凹部１６に嵌合された状態のリング体１７をその軸心廻りに回転させる際に生じる摩擦力を軽減することができる。このため、切欠き部２０を摩擦力減少用切欠き部と呼ぶことができ、この切欠き部２０によって、リング体をその軸心廻りに滑らかに回転させることができ、組立性の一層の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、螺旋状溝２５の断面形状として三角形や矩形状であってもよく、螺旋状溝２５の軸方向長さも、リング体１７が螺進して、内輪６の位置決め部位とシャフト１０のストッパ部位とが当接できるものであればよい。また、リング体１７の断面形状としても、螺旋状溝２５を螺進できるものであれば、円形、楕円、台形等の種々の形状のものを採用することができる。

切欠き部２０としても、形状、大きさ、数、配設ピッチ等の任意に変更でき、また、リング体１７を低摩擦材から構成すれば、切欠き部２０を省略することもできる。

本発明の実施形態のシャフト抜け止め構造を用いた等速自在継手の断面図である。 前記等速自在継手の内輪にシャフトが嵌合した状態に断面図である。 前記等速自在継手のシャフトの要部側面図である。 前記等速自在継手のシャフトの一部断面で示す要部拡大図である。 前記等速自在継手の内輪の拡大断面図である。 前記等速自在継手の内輪の要拡大断面図である。 前記シャフト抜け止め構造のリング体の拡大図である。 従来のシャフト抜け止め構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 抜け止め構造
２ 等速自在継手
３、５ 案内溝
４ 外輪
６ 内輪
６ａ 膨出部
７ ボール
８ａ ポケット
９ 挿入孔
９ 軸心孔
１０ シャフト
１１、１２ スプライン
１４、２６ テーパ部
１４ａ 端縁
１５ 中径部
１６ 周方向凹部
１６ａ 底面
１７ リング体
１７ａ 外周部
１９ 内周面
２０ 摩擦力減少用切欠き部
２１ａ、２１ｂ 切欠き端部
２２ 操作孔
２５ 螺旋状溝
１００ シャフト
１０１ スプライン
１０２ 周方向溝
１０３ Ｃ型クリップ
１０５ 弾性部材
Ｔ 肉厚
Ａ 軸方向長さ

Claims (4)

1. 等速自在継手の内輪の挿入孔に挿入されて、この内輪とスプライン結合されたシャフトの抜け止め構造において、前記内輪のシャフト挿入側の開口部に螺旋状溝を形成するとともに、シャフトの外周面に周方向凹部を形成し、前記螺旋状溝に螺合するリング体を前記周方向凹部に軸心廻りに回転可能に嵌合させ、前記リング体を軸心廻りに回転させて、このリング体を前記螺旋状溝に対して螺進させ、これによって生じる内輪とシャフトとの軸方向の相対的移動にて、内輪の位置決め部位とシャフトのストッパ部位とを当接させることを特徴とする等速自在継手のシャフト抜け止め構造。
2. 前記リング体の一部に切欠きを形成して径の拡縮を可能としたことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造。
3. 前記リング体は、その断面形状が矩形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造。
4. 前記リング体の内周面に切欠き部を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造。

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