JP2008106922A - 等速自在継手のシャフト抜け止め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を減少させて、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、しかもシャフト抜け防止の信頼性の向上を図る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】等速自在継手の内側継手部材の挿入孔に挿入されて、この内側継手部材とスプライン結合されたシャフトの抜け止め構造である。内側継手部材の挿入孔の反シャフト挿入側に嵌合凹所を設ける。シャフト挿入端部に、内側継手部材の挿入孔への挿入にて塑性変形して前記嵌合凹所に嵌合する突起部を設ける。
【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、図５に示すように、内球面にトラック溝１が形成された外側継手部材としての外輪２と、外球面にトラック溝３が形成された内側継手部材としての内輪４と、前記外輪２のトラック溝１と内輪４のトラック溝３との間に介在してトルクを伝達する複数のボール５と、前記外輪２と内輪４との間に介在してボール５を保持するケージ６とを備える。

シャフト７が内輪４の挿入孔４ａに挿入されて、この内輪４とスプライン結合される。そのため、シャフト７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７に周方向溝（環状溝）１０を設け、この周方向溝１０に、一部に切欠部を有する止め輪１１（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及び特許文献２）。

特許文献１に記載の抜け止め構造は、この図５に示すように、シャフト７の端部のスプライン１２に前記周方向溝（クリップ溝）１０を設け、この周方向溝１０にＣ型クリップ１１を嵌合させる。シャフト７が挿入される内輪５には、その内周面に反挿入側の端部に、クリップ溝１０に対向する周方向溝１３が設けられる。Ｃ型クリップ１１をやや縮径状態にしてクリップ溝１０に嵌合し、この状態でシャフト７を内輪４の挿入孔４ａに挿入する。Ｃ型クリップ１１の外周側が内輪５の周方向溝１３に出会うことにより、Ｃ型クリップ１１が拡径してその外周側が内輪４の周方向溝１３に嵌合される。

また、特許文献２に記載の抜け止め構造は、内輪入り口側（シャフト挿入側）にクリップ溝を形成したものである。すなわち、図７に示すように、シャフト７に断面三角形状の凸部１５を設けるとともに、内輪入り口側（シャフト挿入側）にクリップ溝１６を形成し、シャフト７を挿入した状態で、このクリップ溝１６にクリップ１１が嵌合するようにしている。
実開平１−１５４３１６号公報 特開平８−６８４２６号公報

Ｃ型クリップ１１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１１の内径をシャフト７の周方向溝１０の底面径よりも大きくしている。そして、シャフト７を内輪４に組み付ける際には、前述のようにＣ型クリップ１１を内輪４の挿入孔４ａに挿入可能なように縮径させると共に、Ｃ型クリップ１１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、図６に示すように、この調芯のためにシャフト７の周方向溝に弾性部材１４を嵌合させていた。

このため、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１１及び調芯のための弾性部材１４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１２に周方向溝を設けているので、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７を内輪４の挿入孔４ａに挿入する際には、Ｃ型クリップ１１を内輪４の挿入孔４ａに挿入可能なように縮径させるので、シャフト７を内輪に組み付けた後に、Ｃ型クリップ１１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。

また、特許文献２に記載のシャフト抜け構造では、シャフト７の断面三角形状の凸部１５の一方の（外側の）傾斜面１５ａと、これに対面（対向）するクリップ溝１６の一方の傾斜壁１６ａとの間にクリップ１１を介在させ、シャフト７の抜けを防止している。

このため、凸部１５の傾斜面１５ａの傾斜角度α、クリップ溝１６の傾斜壁１６ａの傾斜角度β、凸部１５の高さ、及びクリップ溝１６の深さを精度よく設定しなければ、シャフト７を挿入させにくく、かつシャフト７の抜けを防止できないおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みて、部品点数を減少させて、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、しかもシャフト抜け防止の信頼性の向上を図る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、等速自在継手の内側継手部材の挿入孔に挿入されて、この内側継手部材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、内側継手部材の挿入孔の反シャフト挿入側に嵌合凹所を設けるとともに、シャフト挿入端部に、内側継手部材の挿入孔への挿入にて塑性変形して前記嵌合凹所に嵌合する突起部を設けたものである。

本発明の等速自在継手のシャフト抜け止め構造によれば、シャフトを内側継手部材の挿入孔に挿入すれば、シャフト挿入端部に設けられた突起部が塑性変形して内側継手部材の嵌合凹所に嵌合する。これによって、シャフトの内側継手部材の挿入孔からの抜けを防止できる。

また、前記嵌合凹所は周方向に沿って形成される周方向溝であるとともに、突起部が周方向に沿って形成される周方向凸部であっても、突起部が周方向に沿って所定ピッチで配設される小突起であってもよい。前記突起部は、シャフト挿入時にシャフト端面を受ける治具にガイドされて塑性変形することになる。

本発明は、シャフト挿入端部に設けられた突起部が塑性変形して内側継手部材の嵌合凹所に嵌合することによって、シャフトの抜けを防止できる。このため、従来必要としていたサークリップ溝加工が不要となって、生産性の向上を図るとともに、サークリップ（止め輪）を必要とせず、部品点数の減少を図ってコストの低減を達成できる。しかも、確実にシャフトの抜けを防止できる。

前記嵌合凹所は周方向に沿って形成される周方向溝であるとともに、突起部が周方向に沿って形成される周方向凸部であれば、周方向にわたって嵌合凹所に突起部が嵌合しており、シャフト抜け防止の信頼性の向上を図ることができる。また、突起部が周方向に沿って所定ピッチで配設される小突起であれば、塑性変形時に作用させる力（圧入力）を小さくでき、塑性変形作業の容易化を図ることができる。

突起部は、シャフト挿入時にシャフト端面を受ける治具にガイドされて塑性変形するようにすれば、組立性の向上を図ることができるとともに、塑性変形させた突起部を嵌合凹所に確実に嵌合させることができ、抜け防止の信頼性に優れた高品質のシャフト抜け止め構造となる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に本発明に係るシャフト抜け止め構造を用いた等速自在継手を示す。この等速自在継手は、内周面に複数のトラック溝２１を形成した外側継手部材としての外輪２２と、外周面に複数のトラック溝２３を形成した内側継手部材としての内輪２４と、外輪２２のトラック溝２１と内輪２４のトラック溝２３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２５と、ボール２５を収容するためのポケット２６ａを有する保持器（ケージ）２６等から構成される。

また、内輪２４の軸心孔（挿入孔）２４ａにシャフト２７が嵌合される。この場合、シャフト２７の先端側外周には、スプライン２８が形成され、内輪２４の挿入孔２４ａの内周面には、スプライン２９が形成されている。シャフト２７のスプライン２８と内輪２４のスプライン２９とを嵌合させることにより、内輪２４とシャフト２７とがトルク伝達可能に結合する。

内輪２４の反挿入側（シャフト２７が内輪２４に挿入される入り口３０側と反対側の開口部側）の内周面（内径面）に周方向溝３１ａからなる嵌合凹所３１が形成され、シャフト挿入端部（内輪２４に挿入する側の端部）に嵌合凹所３１に嵌合される周方向凸部からなる突起部３２が設けられ、これらでもって本発明に係るシャフト抜け止め構造を構成することになる。なお、嵌合凹所３１は、この実施形態では、その断面形状が矩形状とされている。

この突起部３２は、嵌合凹所３１に嵌合される前は、図２に示すように、短円筒形状体３３であって、シャフト２７の内輪２４の挿入孔２４ａに挿入（圧入）することによって、塑性変形して、嵌合凹所３１に嵌合する。なお、シャフト２７の端縁部（内輪２４に挿入する側の端縁部）にテーパ部４５が設けられ、このテーパ部４５の先細端縁部から前記短円筒形状体３３が突出される。

内輪２４にシャフト７を挿入する場合、図２に示す治具３５を使用する。治具３５は円盤体からなる大径本体部３６と、この大径本体部３６の内輪側の端面３７から突設される小径突出部３８とからなり、小径突出部３８の外周側に面取り部３９が形成されている。

この治具３５にて内輪２４を受けることができ、この状態では、小径突出部３８が内輪２４の反シャフト挿入側開口部に嵌合する。小径突出部３８の外径寸法Ａと内輪２４の反シャフト挿入側開口部の内径寸法Ｂとを同一とするとともに、大径本体部３６の端面３７から面取り部３９までの寸法Ｃと、内輪２４の反シャフト挿入側端面３４から嵌合凹所３１までの寸法Ｄとを同一に設定する。

これによって、内輪２４の反シャフト挿入側端面３４と、治具３５に端面３７とが当接するとともに、内輪２４の嵌合凹所３１より挿入側端面３４までの範囲の内周面が治具３５の小径突出部３８の外周面に当接する。そして、嵌合凹所３１の反シャフト挿入側端と、小径突出部３８の面取り部３９の本体部側端とが一致して、テーパ部３９が塑性変形する際のガイド面４０となる。

次にこの治具３５を使用したシャフト２７の内輪２４への挿入方法を説明する。まず、図２に示すように、この治具３５にて内輪２４を受けた状態とする。すなわち、嵌合凹所３１の反シャフト挿入側端と、小径突出部３８の面取り部３９の本体部側端とが一致している状態とする。

そして、この状態で、内輪２４に対してシャフト２７を図２の矢印方向に沿って内輪２４の挿入孔２４ａに挿入（圧入）して行く。この際、短円筒形状体３３の先端縁が小径突出部３８の面取り部３９であるガイド面４０に当接する。この当接した状態からさらにシャフト２７を図２の矢印方向に圧入して行けば、短円筒形状体３３の先端縁が、反シャフト挿入側に向かって拡径しているガイド面４０に沿って拡径しつつ嵌合凹所３１に嵌入されるように塑性変形する。

図３に示すように、シャフト２７の端面４１が治具３５の小径突出部３８の端面４２に当接するまで、シャフト２７を圧入することによって、塑性変形した短円筒形状体３３が嵌合凹所３１に嵌合した状態となって、周方向凸部３２ａからなる突起部３２が形成される。このように、嵌合凹所３１に突起部３２を嵌合した状態となれば、シャフト２７の抜けが防止される。

本発明では、シャフト挿入端部に設けられた突起部３２が塑性変形して内側継手部材の嵌合凹所３１に嵌合することによって、シャフト２７の抜けを防止できる。このため、従来必要としていたサークリップ溝加工が不要となって、生産性の向上を図るとともに、サークリップ（止め輪）を必要とせず、部品点数の減少を図ってコストの低減を達成できる。しかも、確実にシャフト２７の抜けを防止できる。

前記嵌合凹所３１は周方向に沿って形成される周方向溝３１ａであるとともに、突起部が周方向に沿って形成される周方向凸部３２ａであれば、周方向にわたって嵌合凹所３１に突起部３２が嵌合しており、シャフト抜け防止の信頼性の向上を図ることができる。

突起部３２は、シャフト挿入時にシャフト端面４１を受ける治具３５にガイドされて塑性変形するようにすれば、組立性の向上を図ることができるとともに、塑性変形させた突起部３２を嵌合凹所３１に確実に嵌合させることができ、抜け防止の信頼性に優れた高品質のシャフト抜け止め構造となる。

次に、図４は他の実施形態を示し、この場合、突起部３２が周方向に沿って所定ピッチで配設される小突起３２ｂである。この場合、小突起３２ｂは周方向に沿って４５度ピッチで８個設けられている。なお、塑性変形する前の小突起３２ｂは扁平矩形体４６である。

この場合であっても、内輪２４に対してシャフト２７を内輪２４の挿入孔２４ａに挿入（圧入）して行くことによって、各扁平矩形体４６の先端縁が小径突出部３８の面取り部３９であるガイド面４０に当接する。この当接した状態からさらにシャフト２７を圧入して行けば、各扁平矩形体４６の先端縁が、反シャフト挿入側に向かって拡径しているガイド面４０に沿って拡がりつつ嵌合凹所３１に嵌入されるように塑性変形して、小突起３２ｂからなる突出部３２が形成される。

このため、図４に示すような突起部３２が図４に示すような小突起３２ｂであっても、前記図２等に示すものと同様の作用効果を奏する。特に、突起部３２が周方向に沿って所定ピッチで配設される小突起３２ｂであれば、塑性変形時に作用させる力（圧入力）を小さくでき、塑性変形作業の容易化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、複数個の小突起３２ｂを設ける場合、シャフト２７を内輪２４に圧入した際に、塑性変形して嵌合凹所３１に嵌合して、抜け止め機能を発揮できる範囲でその数、大きさ、配設ピッチ等を任意に変更できる。また、小突起３２ｂを用いる場合、嵌合凹所３１が周方向溝でなくて、各小突起３２ｂに対応する位置に設けられる小凹所であってもよい。

また、突出部３２としては、塑性変形させる必要があるので、硬化処理（熱処理）を施さないようにするのが好ましい。等速自在継手として、前記実施形態では、アンダーカットフリー型を例示しているが、他の固定式のツェッパー型等速自在継手であっても、さらには、トリポード型、クロスグルーブ型等の摺動式等速自在継手であってもよい。

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を挿入する方法の説明図である。 前記等速自在継手の内輪にシャフトを挿入した後の説明図である。 本発明の他の実施形態のシャフト抜け止め構造に使用するシャフトを示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。 従来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。 従来の他のシャフト抜け止め構造の要部拡大断面図である。 従来の別のシャフト抜け止め構造の要部拡大断面図である。

符号の説明

２４ａ 挿入孔
２７ シャフト
３１ 嵌合凹所
３２ 突起部
３５ 治具
３６ 大径本体部
４１ 端面
４６ 小突起

Claims (4)

1. 等速自在継手の内側継手部材の挿入孔に挿入されて、この内側継手部材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、
   内側継手部材の挿入孔の反シャフト挿入側に嵌合凹所を設けるとともに、シャフト挿入端部に、内側継手部材の挿入孔への挿入にて塑性変形して前記嵌合凹所に嵌合する突起部を設けた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. 前記嵌合凹所は周方向に沿って形成される周方向溝であるとともに、突起部が周方向に沿って形成される周方向凸部である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. 突起部が周方向に沿って所定ピッチで配設される小突起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. 前記突起部は、シャフト挿入時にシャフト端面を受ける治具にガイドされて塑性変形することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造。

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