JP2008089148A

JP2008089148A - 等速自在継手の組立方法

Info

Publication number: JP2008089148A
Application number: JP2006273200A
Authority: JP
Inventors: Masazumi Kobayashi; 正純小林; Takaaki Shibata; 貴章柴田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】止め輪を自動調心するための組み付け用治具を使用することなく、組立作業の簡略化を図る。
【解決手段】一端に開口した有底筒状の外輪２０を定置し、その外輪２０の内部に内輪１０、ケージ４０およびボール３０を収容した状態で、内輪１０の軸孔１６にシャフト５０を圧入により嵌合させ、内輪１０にシャフト５０を止め輪７０により抜け止めする等速自在継手の組立方法であって、外輪２０の内部底面２６に止め輪７０の外径よりも大径の凹段部２１を形成し、その凹段部２１に止め輪７０を配置した上で、内輪１０、ボール３０およびケージ４０を外輪２０に組み込んで内輪１０を外輪２０の内部底面２６に当接させて止め輪７０を挟み込んだ状態で、シャフト５０の内輪１０の軸孔１６への圧入時、シャフト５０の先端に設けられたテーパ面５６で止め輪７０を拡径させながらシャフト５０に装着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手の組立方法に関し、例えば自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用され、ＦＦ車や４ＷＤ車、ＦＲ車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれる摺動式等速自在継手の内側継手部材にシャフトを嵌合させる等速自在継手の組立方法に関する。

例えば４ＷＤ車やＦＲ車などの自動車で使用されるプロペラシャフトは、トランスミッションとディファレンシャル間の相対位置変化による角度変位に対応できる構造とするためにクロスグルーブ型と称される摺動式等速自在継手を具備するものがある。

図１０は、摺動式等速自在継手の一つであるクロスグルーブ型等速自在継手を例示する。この等速自在継手は、内輪１１０、外輪１２０、ボール１３０およびケージ１４０とで主要部が構成され、スタブシャフト１５０を取り付けた構造を具備する（例えば、特許文献１参照）。

内輪１１０は、その凸球状外周面１１２に複数のトラック溝１１４が形成されている。この内輪１１０の中心部に形成された軸孔１１６にスタブシャフト１５０の軸端部１５２を圧入し、その軸孔１１６の内周面とスタブシャフト１５０の軸端部１５２の外周面に形成されたスプライン１１８，１５８による嵌合でもってトルク伝達可能としている。このスタブシャフト１５０の軸端部１５２の外周面に環状の凹溝１５４を形成し、その凹溝１５４に止め輪１７０を装着して内輪１１０の軸孔１１６の開口端に形成された段部１１１に係止させることにより、その止め輪１７０でもってスタブシャフト１５０を内輪１１０に対して抜け止めしている。

外輪１２０は、内輪１１０の外周に位置し、円筒状内周面１２２に内輪１１０のトラック溝１１４と同数のトラック溝１２４が形成されている。内輪１１０のトラック溝１１４と外輪１２０のトラック溝１２４は軸線に対して反対方向に角度をなしている。対をなす内輪１１０のトラック溝１１４と外輪１２０のトラック溝１２４との交叉部にボール１３０が組み込まれている。内輪１１０と外輪１２０の間の環状空間にケージ１４０が配置され、ボール１３０はケージ１４０のポケット１４２内で保持されている。この外輪１２０は、一端が開口した有底筒状をなし、その内部にスタブシャフト１５０が嵌合した内輪１１０、ボール１３０およびケージ１４０が収容配置されている。外輪１２０の内部底面１２６には、スタブシャフト１５０を内輪１１０に圧入する際にそのスタブシャフト１５０の軸端部１５２の先端が収納配置される凹孔１２８が形成されている。

外輪１２０とスタブシャフト１５０との間には密封装置１６０が装着されている。この密封装置１６０はブーツ１６２と金属製のブーツアダプタ１６４とからなる。ブーツ１６２は小端部１６６と大端部１６８を有し、中間にて断面Ｖ字形に折り返した形状を有する。ブーツアダプタ１６４は円筒形で、一端に外輪１２０の開口端外周面とＯリング１６１を介して嵌合されたフランジ部１６３を有し、そのフランジ部１６３の端部を外輪１２０開口端外周面に加締めることにより外輪１２０に固定される。ブーツ１６２の小端部１６６は、スタブシャフト１５０の外周面にブーツバンド１６５で締め付け固定されている。ブーツ１６２の大端部１６８はブーツアダプタ１６４の端部を加締めて保持されている。
特開２００３−５６５９０号公報

ところで、等速自在継手の組立において、スタブシャフト１５０の内輪１１０への組み付けは、以下の要領でもって行われていた。

図１１に示すように外輪１２０に、内輪１１０、ボール１３０およびケージ１４０を組み込んだ状態で、外輪１２０をその開口端を上方に向けた状態で定置する。この時、内輪１１０は外輪１２０の内部底面１２６に載置された状態となる。一方、内輪１１０の軸孔１１６に嵌合されるスタブシャフト１５０の軸端部１５２の凹溝１５４に止め輪１７０を係合させた状態でそのスタブシャフト１５０を内輪１１０の上方に配置する。

また、スタブシャフト１５０の圧入に際して止め輪１７０が径方向にずれることを防止するために組み付け用治具１８０を内輪１１０上に位置決め載置する。この組み付け用治具１８０は、内輪１１０に向けて縮径するテーパ状のガイド面１８２を内径に形成したものである。

スタブシャフト１５０の軸端部１５２を内輪１１０の軸孔１１６に圧入するに際しては、図１２に示すようにスタブシャフト１５０の軸端部１５２の凹溝１５４に係合した止め輪１７０が径方向にずれたとしても、組み付け用治具１８０のガイド面１８２により止め輪１７０が自動調心される（図１３参照）。この組み付け用治具１８０による止め輪１７０の自動調心でもってスタブシャフト１５０の軸端部１５２を内輪１１０の軸孔１１６にスムーズに圧入することが可能となる。この圧入により、スタブシャフト１５０の軸端部１５２と内輪１１０の軸孔１１６とをスプライン嵌合させ、その軸端部１５２に装着された止め輪１７０を内輪１１０の段部１１１で係止させることで内輪１１０に対してスタブシャフト１５０を抜け止めしている（図１４参照）。

以上のように、スタブシャフト１５０の軸端部１５２を内輪１１０の軸孔１１６に圧入するに際しては、止め輪１７０を自動調心するための組み付け用治具１８０を使用しなければならず、この組み付け用治具１８０を使用しないと、止め輪１７０が径方向にずれることがあり、スタブシャフト１５０の軸端部１５２を内輪１１０の軸孔１１６に圧入することが困難となる。このように、前述の組み付け用治具１８０を使用すると、設備費が嵩むと共に組み付け用治具１８０を内輪１１０に対して位置合わせする必要もあって組立作業効率も悪いという問題があった。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、止め輪を自動調心するための組み付け用治具を使用することなく、組立作業の簡略化を図り得る等速自在継手の組立方法を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、一端に開口した有底筒状の外側継手部材を定置し、その外側継手部材の内部に内側継手部材、ボールおよびケージを収容した状態で、内側継手部材の軸孔にシャフトの軸端部を圧入により嵌合させ、内側継手部材にシャフトを止め輪により抜け止めする等速自在継手の組立方法であって、外側継手部材の内部底面に止め輪の外径よりも大径の凹段部を形成し、その凹段部に止め輪を配置した上で、内側継手部材、ボールおよびケージを外側継手部材に組み込んで内側継手部材を外側継手部材の内部底面に当接させて止め輪を挟み込んだ状態で、シャフトの内側継手部材の軸孔への圧入時、シャフトの先端に設けられたテーパ面で止め輪を拡径させながらシャフトに装着することを特徴とする。

本発明では、外側継手部材の内部底面に止め輪の外径よりも大径の凹段部を形成し、その凹段部に止め輪を配置し、内側継手部材、ボールおよびケージを外側継手部材に組み込んで内側継手部材を外側継手部材の内部底面に当接させて止め輪を挟み込んだ状態とする。このようにして止め輪を外側継手部材の内部底面と内側継手部材とで挟み込んだ状態で組み込むことにより、従来、止め輪を自動調心するために使用していた組み付け用治具が不要となる。

内側継手部材を外側継手部材の内部底面に当接させて止め輪を挟み込んだ状態で、シャフトの内側継手部材の軸孔への圧入時、シャフトの先端に設けられたテーパ面で止め輪を拡径させることにより、最終的に、シャフトの外周面に形成された凹溝に止め輪を嵌合させて内側継手部材に係止させる。これにより、シャフトが内側継手部材に対して止め輪で抜け止めされる。

なお、本発明は、外周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して傾斜させた状態で軸方向に形成した内側継手部材と、内周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して内側継手部材のトラック溝と反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成した外側継手部材と、内側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝との交叉部に組み込まれたボールと、内側継手部材の外周面と外側継手部材の内周面との間に配されてボールを内側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝との間で保持するケージとを備えた等速自在継手、つまり、クロスグルーブ型等速自在継手に適用可能である。

また、本発明は、円筒状内周面に複数の直線状トラック溝が軸方向に沿って形成された外側継手部材と、球面状外周面に複数の直線状トラック溝が軸方向に沿って形成された内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在して対をなす両トラック溝で形成されるボールトラックに配された複数のボールと、外側継手部材の円筒状内周面と内側継手部材の球面状外周面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた等速自在継手、つまり、ダブルオフセット型等速自在継手に適用可能である。

本発明によれば、外側継手部材の内部底面に止め輪の外径よりも大径の凹段部を形成し、その凹段部に止め輪を配置し、内側継手部材、ボールおよびケージを外側継手部材に組み込んで内側継手部材を外側継手部材の内部底面に当接させて止め輪を挟み込んだ状態でシャフトを内側継手部材の軸孔に圧入することにより、シャフトの内側継手部材の軸孔への圧入時、従来、止め輪を自動調心するために使用していた組み付け用治具が不要となる。

このように、止め輪を自動調心するための組み付け用治具が不要となることから、設備費の削減が可能となり、製品のコストダウンを図ることができる。また、組み付け用治具を内側継手部材に対して位置合わせすることもなくなるので組立作業効率も向上し、組立作業の簡略化を容易に実現することができる。

本発明に係る等速自在継手の組立方法の実施形態を以下に詳述する。本発明は、摺動式等速自在継手、例えば、クロスグルーブ型等速自在継手（ＬＪ）やダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）に適用可能である。また、これら摺動式等速自在継手は、ドライブシャフトあるいはプロペラシャフトのいずれにも使用可能である。

図５は本発明をクロスグルーブ型等速自在継手に適用した実施形態で、そのクロスグルーブ型等速自在継手の全体構成を例示する。この等速自在継手は、内側継手部材としての内輪１０、外側継手部材としての外輪２０、ボール３０およびケージ４０とで主要部が構成され、スタブシャフト５０を取り付けた構造を具備する。

内輪１０は、その凸球状外周面１２に複数のトラック溝１４が形成されている。この内輪１０の中心部に形成された軸孔１６にスタブシャフト５０の軸端部５２を圧入し、その軸孔１６の内周面とスタブシャフト５０の軸端部５２の外周面に形成されたスプライン１８，５８による嵌合でもってトルク伝達可能としている。このスタブシャフト５０の軸端部５２の外周面に環状の凹溝５４を形成し、その凹溝５４に止め輪７０（スナップリングまたはサークリップ）を装着して内輪１０の軸孔１６の開口端面１１に係止させることにより、その止め輪７０でもってスタブシャフト５０を内輪１０に対して抜け止めしている。なお、前述のスタブシャフト５０の軸端部５２の先端には、縮径するテーパ面５６が形成されている。

外輪２０は、内輪１０の外周に位置し、円筒状内周面２２に内輪１０のトラック溝１４と同数のトラック溝２４が形成されている。内輪１０のトラック溝１４と外輪２０のトラック溝２４は軸線に対して反対方向に角度をなしている。対をなす内輪１０のトラック溝１４と外輪２０のトラック溝２４との交叉部にボール３０が組み込まれている。内輪１０と外輪２０の間の環状空間にケージ４０が配置され、ボール３０はケージ４０のポケット４２内で保持されている。

この外輪２０は、一端が開口した有底筒状をなし、その内部にスタブシャフト５０が嵌合した内輪１０、ボール３０およびケージ４０が収容配置されている。外輪２０の内部底面２６には、スタブシャフト５０を内輪１０に圧入する際にそのスタブシャフト５０の軸端部５２の先端が収納配置される凹孔２８が形成されている。また、外輪２０の内部底面２６には、その凹孔２８周縁部に止め輪７０の外径よりも大径の凹段部２１を形成している。

外輪２０とスタブシャフト５０との間には密封装置６０が装着されている。この密封装置６０はブーツ６２と金属製のブーツアダプタ６４とからなる。ブーツ６２は小端部６６と大端部６８を有し、中間にて断面Ｖ字形に折り返した形状を有する。ブーツアダプタ６４は円筒形で、一端に外輪２０の開口端外周面とＯリング６１を介して嵌合されたフランジ部６３を有し、そのフランジ部６３の端部を外輪２０開口端外周面に加締めることにより外輪２０に固定される。ブーツ６２の小端部６６は、スタブシャフト５０の外周面にブーツバンド６５で締め付け固定されている。ブーツ６２の大端部６８はブーツアダプタ６４の端部を加締めて保持されている。

以上の構成からなる等速自在継手の組立において、スタブシャフト５０の内輪１０への組み付けは、以下の要領でもって行う。

図１に示すように、外輪２０に、内輪１０、ボール３０およびケージ４０を組み込んだ状態で、外輪２０をその開口端を上方に向けた状態で定置する。この時、外輪２０の凹孔２８の周縁部に位置する凹段部２１に止め輪７０を予め配置しておく。内輪１０は外輪２０の内部底面２６に載置された状態で、外輪２０の凹段部２１と内輪１０の開口端面１１との間で止め輪７０を挟み込んだ状態とする。なお、外輪２０に、内輪１０、ボール３０、ケージ４０および止め輪７０を組み込んだ後の運搬時などに止め輪７０が外れる可能性がある場合には、止め輪７０を両面テープ等で外輪２０に固定するようにしてもよい。

一方、内輪１０の軸孔１６に嵌合されるスタブシャフト５０を内輪１０の上方に配置する。図２に示すように、このスタブシャフト５０の軸端部５２を内輪１０の軸孔１６に圧入し、スタブシャフト５０の軸端部５２の先端が止め輪７０に達すると、図３に示すようにスタブシャフト５０の軸端部５２の先端テーパ面５６で止め輪７０が拡径する。スタブシャフト５０の軸端部５２をさらに圧入すると、図４に示すようにスタブシャフト５０の軸端部５２の外周面に形成された凹溝５４に止め輪７０が嵌まり込む。

この圧入により、スタブシャフト５０の軸端部５２と内輪１０の軸孔１６とをスプライン嵌合させ、スタブシャフト５０の軸端部５２の凹溝５４に嵌合された止め輪７０を内輪１０の軸孔１６の開口端面１１で係止させることにより内輪１０に対してスタブシャフト５０を抜け止めする。

以上のように、外輪２０の内部底面２６に止め輪７０の外径よりも大径の凹段部２１を形成し、その凹段部２１に止め輪７０を配置し、内輪１０、ボール３０およびケージ４０を外輪２０に組み込んで内輪１０を外輪２０の内部底面２６に当接させて止め輪７０を挟み込んだ状態で組み込むことにより、従来、止め輪を自動調心するために使用していた組み付け用治具１８０（図１１〜図１４参照）が不要となる。

このように、止め輪を自動調心するための組み付け用治具１８０（図１１〜図１４参照）が不要となることから、設備費の削減が可能となり、製品のコストダウンを図ることができる。また、組み付け用治具を内輪に対して位置合わせすることもなくなるので組立作業効率も向上し、組立作業の簡略化を容易に実現することができる。

以上の実施形態では、クロスグルーブ型等速自在継手に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、ダブルオフセット型等速自在継手にも適用可能であり、そのダブルオフセット型等速自在継手に適用した場合を図６および図７と図８および図９に示す。図６と図８は、ダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示し、図７と図９はその等速自在継手の組立において、シャフト５０を内輪１０の軸孔１６に圧入する前の状態を示す。なお、前述のクロスグルーブ型等速自在継手に適用した実施形態と重複する説明は省略する。

図６に示すダブルオフセット型等速自在継手は、円筒状内周面２２に複数の直線状トラック溝２４が軸方向に沿って形成された外輪２０と、球面状外周面１２に複数の直線状トラック溝１４が軸方向に沿って形成された内輪１０と、外輪２０のトラック溝２４と内輪１０のトラック溝１４との間に介在して対をなす両トラック溝で形成されるボールトラックに配された複数のボール３０と、外輪２０の円筒状内周面２２と内輪１０の球面状外周面１２との間に介在してボール３０を保持するケージ４０とを備えている。

このダブルオフセット型等速自在継手の場合、外輪２０に、内輪１０、ボール３０およびケージ４０を組み込んだ状態では、内輪１０の軸孔１６の開口端面１１が外輪２０の内部底面２６に当接させることができないことから、図７に示すように、外輪２０の内部底面２６に隆起部２３を形成し、その隆起部２３の中央に、シャフト５０を内輪１０に圧入する際にそのシャフト５０の軸端部５２の先端が収納配置される凹孔２８を形成すると共に、その凹孔２８の周縁部に止め輪７０の外径よりも大径の凹陥部２１を形成する。

シャフト５０を内輪１０の軸孔１６に圧入するに際しては、内輪１０は隆起部２３に載置され、その軸孔１６の開口端面１１と凹陥部２１との間に止め輪７０を挟み込んだ状態とする。この状態で、シャフト５０を内輪１０の軸孔１６に圧入し、シャフト５０の軸端部５２の先端テーパ面５６で止め輪７０を拡径させてその軸端部５２の外周面の凹溝５４に嵌合させれば、その止め輪７０が内輪１０の軸孔１６の開口端面１１に係止されて抜け止めとなる。

なお、図８に示すダブルオフセット型等速自在継手のようにケージ４０を逆方向に組み込めば、前述したように外輪２０の内部底面２６に隆起部２３を形成しなくてもよい。この等速自在継手の場合、図９に示すようにケージ４０を逆方向に組み込むことにより、内輪１０の軸孔１６の開口端面１１を外輪２０の内部底面２６に当接させることができる。このようにすれば、外輪２０の内部底面２６に隆起部２３を形成することなく、その外輪２０の内部底面２６に、シャフト５０を内輪１０に圧入する際にそのシャフト５０の軸端部５２の先端が収納配置される凹孔２８を形成すると共に、その凹孔２８の周縁部に止め輪７０の外径よりも大径の凹陥部２１を形成することが可能である。

シャフト５０を内輪１０の軸孔１６に圧入するに際しては、内輪１０は外輪２０の内部底面２６に載置され、その軸孔１６の開口端面１１と凹陥部２１との間に止め輪７０を挟み込んだ状態とする。この状態で、シャフト５０を内輪１０の軸孔１６に圧入し、シャフト５０の軸端部５２の先端テーパ面５６で止め輪７０を拡径させてその軸端部５２の外周面の凹溝５４に嵌合させれば、その止め輪７０が内輪１０の軸孔１６の開口端面１１に係止されて抜け止めとなる。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明の実施形態で、シャフトを内輪の軸孔に圧入する前の状態を示す断面図である。本発明の実施形態で、シャフトを内輪の軸孔に圧入する途中の状態を示す断面図である。図２のＰ部分の拡大断面図である。本発明の実施形態で、シャフトを内輪の軸孔に圧入した後の状態を示す断面図である。本発明の実施形態で、クロスグルーブ型等速自在継手の全体構成を示す断面図である。本発明の他の実施形態で、ダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す断面図である。図６の等速自在継手の組み立てにおいて、シャフトを内輪の軸孔に圧入する前の状態を示す断面図である。本発明の他の実施形態で、ダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す断面図である。図８の等速自在継手の組み立てにおいて、シャフトを内輪の軸孔に圧入する前の状態を示す断面図である。従来のクロスグルーブ型等速自在継手の全体構成を示す断面図である。従来例において、シャフトを内輪の軸孔に圧入する前の状態を示す断面図である。従来例において、シャフトを内輪の軸孔に圧入する前で、止め輪が径方向にずれた状態を示す断面図である。従来例において、シャフトを内輪の軸孔に圧入する前で、止め輪が治具により自動調心される状態を示す断面図である。従来例において、シャフトを内輪の軸孔に圧入した後の状態を示す断面図である。

符号の説明

１０内側継手部材（内輪）
１４トラック溝
１６軸孔
２０外側継手部材（外輪）
２１凹陥部
２４トラック溝
２６内部底面
３０ボール
４０ケージ
５０シャフト
５６テーパ面
７０止め輪

Claims

一端に開口した有底筒状の外側継手部材を定置し、その外側継手部材の内部に内側継手部材、ボールおよびケージを収容した状態で、前記内側継手部材の軸孔にシャフトの軸端部を圧入により嵌合させ、内側継手部材にシャフトを止め輪により抜け止めする等速自在継手の組立方法であって、
前記外側継手部材の内部底面に前記止め輪の外径よりも大径の凹段部を形成し、その凹段部に止め輪を配置した上で、内側継手部材、ボールおよびケージを外側継手部材に組み込んで内側継手部材を外側継手部材の内部底面に当接させて止め輪を挟み込んだ状態で、シャフトの内側継手部材の軸孔への圧入時、シャフトの先端に設けられたテーパ面で止め輪を拡径させながらシャフトに装着することを特徴とする等速自在継手の組立方法。
前記等速自在継手は、外周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して傾斜させた状態で軸方向に形成した内側継手部材と、内周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して前記内側継手部材のトラック溝と反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成した外側継手部材と、前記内側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝との交叉部に組み込まれたボールと、前記内側継手部材の外周面と外側継手部材の内周面との間に配されて前記ボールを内側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝との間で保持するケージとを備えている請求項１に記載の等速自在継手の組立方法。
前記等速自在継手は、円筒状内周面に複数の直線状トラック溝が軸方向に沿って形成された外側継手部材と、球面状外周面に複数の直線状トラック溝が軸方向に沿って形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との間に介在して対をなす両トラック溝で形成されるボールトラックに配された複数のボールと、前記外側継手部材の円筒状内周面と内側継手部材の球面状外周面との間に介在してボールを保持するケージとを備えている請求項１に記載の等速自在継手の組立方法。