JP2008232300A - 等速自在継手のシャフト抜け止め構造、等速自在継手及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け作業の手間が少なく、また、部品点数が少なくて安価な等速自在継手のシャフト抜け止め構造を提供すること。
【解決手段】等速自在継手は、外輪１と、この外輪１のカップ部１１内に配置された内輪２と、外輪１と内輪２との間に介在されたボール３と、外輪１と内輪２との間に介在されてボール３を保持するケージ４を備える。カップ部１１の内周面のトラック溝１１ａと、内輪２の外周面のトラック溝２ａとで形成される複数のボールトラック内に、ボール３が夫々収容されている。内輪２の貫通孔２１にシャフト５を嵌合させ、シャフト５の先端の突出部を径方向外側に塑性変形させて形成した変形部５３により、内輪２からの抜け止めを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に使用される等速自在継手のシャフト抜け止め構造に関するものである。

例えば、自動車のエンジンからの回転動力を車輪に伝達する動力伝達装置では、ドライブシャフトの一端が等速自在継手を介してディファレンシャルに連結され、他端が等速自在継手を介して車輪に連結される。動力伝達装置に使用される等速自在継手としては、一端面に開口を有すると共に内周面に軸線方向の複数のトラック溝を有する外輪と、外輪の内側に配置され、外輪のトラック溝と同数の軸線方向のトラック溝を外周面に有する内輪と、外輪のトラック溝と内輪のトラック溝との間に介在して回転トルクを伝達するボールと、外輪と内輪との間に介在してボールを保持するケージとで構成されたものがある。内輪には軸線に沿って貫通孔が形成され、この貫通孔にシャフトの一端部分を挿入し、スプライン結合によって内輪とシャフトを連結している。このシャフトは他端側が外輪の開口から外部に延出しており、この内輪に連結されたシャフトと、外輪の他端面に固定されたシャフトとの間で、両シャフトが作動角をなした状態でも回転トルクを等速に伝達するように構成されている。

従来、等速自在継手の内輪からのシャフトの抜け止めを行うシャフト抜け止め構造としては、シャフトの外周面に周方向に延びる環状溝を設け、この環状溝にＣ字状のサークリップを装着するものがある（例えば、特許文献１参照）。

このシャフト抜け止め構造は、図７に示すように、シャフト２００の端部のスプライン２０１に環状溝２０２を設け、この環状溝２０２にサークリップ２０３を嵌合させる。シャフト２００が挿入される内輪（図示せず）には、その内周面に上記環状溝２０２に対向する環状溝が設けられる。サークリップ２０３をやや縮径状態にして環状溝２０２に装着し、この状態でシャフト２００を内輪の貫通孔に挿入する。シャフト２００の挿入に伴い、サークリップ２０３の外周側が内輪の環状溝に達すると、サークリップ２０３が拡径してその外周部が内輪の環状溝に嵌合される。この内輪の環状溝と、シャフト２００の環状溝２０２とにサークリップ２０３が係合することにより、内輪からのシャフト２００の抜け止めをしている。

サークリップ２０３は、自由状態において、外径をシャフト２００の外径よりも大きく形成していると共に、内径をシャフト２００の環状溝２０２の底面径よりも大きく形成している。したがって、シャフト２００を内輪に組み付ける際には、上述のようにサークリップ２０３を内輪の貫通孔に挿入可能なように縮径させると共に、サークリップ２０３の軸心をシャフトの軸心に合わせる調芯を行なう必要がある。そこで、この抜け止め構造では、調芯のためにシャフト２００の環状溝２０２に弾性部材２０５を嵌合させている。
実開平１−１５４３１６号公報

従来のシャフト抜け止め構造は、内輪にシャフト２００を組み付ける際、サークリップ２０３を縮径した状態で貫通孔に挿入する必要があり、組み付け作業に手間がかかる。また、サークリップ２０３や弾性部材２０５が必要であり、部品点数が多く、コスト高となっていた。さらに、シャフト２００のスプライン２０１に環状溝２０２を設けるため、スプライン２０１の軸線方向長さを比較的長く形成する必要がある。その結果、内輪及びシャフト２００の軸線方向寸法の増大を招き、等速自在継手の大型化を招きやすいという問題がある。

そこで、本発明の課題は、組み付け作業の手間が少なく、また、部品点数が少なくて安価な等速自在継手のシャフト抜け止め構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、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は、外輪と、この外輪の内側に配置されると共にシャフトが嵌合する貫通孔を有する内輪と、上記外輪と内輪との間に介在されてトルクを伝達するトルク伝達部材とを備えた等速自在継手のシャフト抜け止め構造であって、上記シャフトを塑性変形させて形成した変形部により、上記内輪からのシャフトの抜け止めを行うことを特徴としている。

上記構成によれば、内輪からのシャフトの抜け止めを、シャフトに形成した変形部によって行うので、内輪にシャフトを組み付ける際、従来のようにシャフトの環状溝に装着されたサークリップを縮径状態にして貫通孔に挿入する作業が不要である。したがって内輪へのシャフトの組み付け作業の手間を削減できる。また、サークリップや弾性部材が不要であるので、少ない部品点数によって抜け止め構造を構成でき、コスト削減を図ることができる。

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は、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において、上記変形部は、上記シャフトの先端部分を径方向外側へ塑性変形させて形成している。

上記実施形態によれば、内輪の貫通孔にシャフトの先端部分を挿通させた後、このシャフトの先端部分を径方向外側へ塑性変形させることにより、容易に変形部を形成できる。

請求項３に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造は、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において、上記変形部は、上記内輪の端面から軸線方向に突出すると共に先端が径方向外側を向いた断面嘴状の突出部に、軸線方向の力を与えて塑性変形させて形成している。

上記実施形態によれば、内輪の貫通孔にシャフトの先端部分を挿通させた後、シャフトに軸線方向の力を与えることにより、突出部を容易に塑性変形させて変形部を形成できる。

請求項４に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造は、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造において、上記内輪とシャフトとはスプラインで結合されており、上記変形部は、上記スプラインの形成領域よりも先端側に形成されている。

上記実施形態によれば、スプラインの軸線方向長さを比較的小さくすることができるので、内輪及びシャフトの軸線方向寸法の増大を防止して、等速自在継手の小型化を図ることができる。

請求項５に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造は、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造において、上記変形部は、上記内輪の端面と貫通孔との間に設けられた傾斜面に先端が接している。

上記実施形態によれば、変形部が内輪の端面から突出する長さを小さくして、等速自在継手の小型化を図ることができる。

請求項６に記載の等速自在継手は、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のシャフト抜け止め構造を備え、上記外輪は、内周面に軸線方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸線方向のローラ案内面を有し、上記内輪は、半径方向に突出した３本の脚軸を有するトリポード部材であり、上記トルク伝達部材は、上記トリポード部材の各脚軸に回転自在に装着された状態で上記トラック溝に挿入されたローラであり、上記ローラがローラ案内面に沿って外輪の軸線方向に移動可能に形成されたことを特徴としている。

上記構成によれば、シャフトの変形部によって内輪からのシャフトの抜け止めを行うことにより、組み付け作業の手間が少なく、部品点数が少なくて安価なトリポード型等速自在継手を構成できる。

請求項７に記載の等速自在継手は、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のシャフト抜け止め構造を備え、上記外輪は、内周面に軸線方向に延びる複数のトラック溝を有し、上記内輪は、外周面に軸線方向に延びる複数のトラック溝を有し、上記トルク伝達部材は、対をなす上記外輪のトラック溝と上記内輪のトラック溝とで形成される複数のボールトラックに配置され、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面との間に介在するケージによって保持された複数のボールであることを特徴としている。

上記構成によれば、シャフトの変形部によって内輪からのシャフトの抜け止めを行うことにより、組み付け作業の手間が少なく、部品点数が少なくて安価なボール型等速自在継手を構成できる。

請求項８に記載の等速自在継手の製造方法は、外輪と、この外輪の内側に配置されると共にシャフトが嵌合する貫通孔を有する内輪と、上記外輪と内輪との間に介在されてトルクを伝達するトルク伝達部材とを備えた等速自在継手の製造方法であって、上記内輪の貫通孔にシャフトを挿入した後、上記内輪の端面から突出するシャフトの先端部分を塑性変形させることを特徴としている。

上記構成によれば、内輪にシャフトを組み付ける際、従来のようにシャフトの環状溝に装着されたサークリップを縮径状態にして貫通孔に挿入する作業を行うことなく、少ない手間で内輪へシャフトを組み付けて抜け止めを行うことができる。また、サークリップや弾性部材が不要であるので、少ない部品点数によって安価な等速自在継手を製造できる。

等速自在継手のシャフトの抜け止め構造を、シャフトを塑性変形させて形成した変形部によって行うので、内輪へのシャフトの組み付け作業の手間を削減でき、また、従来のサークリップや弾性部材が不要であるから、部品点数を削減してコスト削減を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態の等速自在継手を示す縦断面図である。

この等速自在継手は、トルク伝達部材としてボールを用いた摺動式のボール型等速自在継手である。この等速自在継手は、カップ部１１とステム部１２とを有する外輪１と、この外輪１のカップ部１１内に配置された内輪２と、外輪１と内輪２との間に介在されたトルク伝達部材としてのボール３と、外輪１と内輪２との間に介在されてボール３を保持するケージ４を備える。カップ部１１の内周面には、軸線と平行方向に延びる複数（例えば６個）のトラック溝１１ａが形成されている。内輪２の外周面に、外輪１のカップ部１１のトラック溝１１ａと同じ数のトラック溝２ａが、軸線と平行に形成されている。このカップ部１１のトラック溝１１ａと内輪２のトラック溝２ａとで形成される複数のボールトラック内に、ボール３が夫々収容されている。

内輪２には、軸線と同軸の貫通孔２１が形成されており、この貫通孔２１の内周面には雌スプラインが設けられている。この貫通孔２１に、外周面に雄スプラインが設けられたシャフト５が嵌合して、シャフト５と内輪２がスプライン結合をしている。シャフト５の先端部分には、内輪２の端面２２から突出した部分に、塑性変形によって形成された変形部５３が設けられており、この変形部５３によって内輪２からのシャフト５の抜け止めをしている。

本実施形態の等速自在継手のシャフト５の抜け止め構造は、以下のようにして形成する。

図２は、組み付け前のシャフト５を示す部分断面図である。シャフト５は、先端近傍の領域に、軸線方向に延びる雄スプライン５１が形成されている。この雄スプライン５１の形成領域よりも先端側に、組み付け作業において塑性変形が施される突出部５２が設けられている。この突出部５２は、シャフト５の端面５５の全周縁を取り囲み、かつ、端面５５において軸線方向に最も突出している。シャフト５の端面５５は、縁の突出部５２から径方向内側に向かうにつれて緩やかに窪んでおり、軸線方向断面において湾曲した凹状の輪郭を有する。突出部５２は、先端が径方向外側を向いた嘴状断面を有し、突出部５２の先端は、シャフト５の雄スプライン５１の溝の底よりも径方向内側にある。

続いて、図３に示すように、内輪２の貫通孔２１にシャフト５の先端部分を挿通させて、内輪２の雌スプラインとシャフト５の雄スプラインとを噛合させる。このとき、シャフト５の突出部５２は、雄スプライン５１の溝の底よりも径方向内側にあるので、問題なく貫通孔２１内を挿通させることができる。この後、図４に示すように、内輪２に嵌合した状態のシャフト５を、金敷６の上面の作業面にシャフト５の突出部５２が接するように配置して、シャフト５の他方の端から軸線方向の力Ｆを与える。これにより、突出部５２が塑性変形して径方向外側に屈曲し、突出部５２の断面嘴状の先端が、内輪２の端面２２と貫通孔２１との面取り部２３に当接する。こうして、図５に示すように、シャフトの先端部分に変形部５３が形成され、この変形部５３が内輪２の面取り部２３に係止することにより、内輪２からのシャフト５の抜け止めが行われる。

本実施形態によれば、従来のようなシャフト２００の環状溝２０２に装着されたサークリップ２０３を縮径状態にして貫通孔に挿入する作業が不要であるので、内輪２へのシャフト５の組み付け作業が容易であり、作業の手間を削減できる。また、サークリップ２０３や弾性部材２０５が不要であるので、少ない部品点数によって抜け止め構造を構成でき、コスト削減を図ることができる。さらに、変形部５３は、スプライン５１の形成領域よりも先端側に形成するので、従来のようにスプラインの形成領域に環状溝２０２を形成するよりも、スプライン５１の軸線方向長さを比較的小さくすることができる。したがって、内輪２及びシャフト５の軸線方向寸法の増大を防止して、等速自在継手の小型化を図ることができる。

図６は、本発明の他の実施形態の等速自在継手を示す縦断面図である。この等速自在継手は摺動式のトリポード型等速自在継手であり、カップ部１１１とステム部１１２とを有する外方部材１０１と、この外方部材１０１のカップ部１１１内に配置され、半径方向に突出した３本の脚軸１２１を有する内輪としてのトリポード部材１０２を備える。トリポード部材１０２の脚軸１２１の外周面には、複数の針状ころ１２２を介して、トルク伝達部材としての円環状のローラ１０３が回転可能に外嵌されている。このトリポード部材１０２の３つのローラ１０３が、外方部材１０１のカップ部１１１の内周面に形成された３つのトラック溝１１３に各々挿入されている。

トリポード部材１０２には、軸線と同軸の貫通孔１２１が形成されており、この貫通孔１２１に、シャフト５が嵌合してスプライン結合をしている。シャフト５の先端部分には、図１の等速自在継手と同様に、塑性変形によって形成された変形部５３が設けられており、この変形部５３によってトリポード部材１０２からのシャフト５の抜け止めをしている。

本実施形態においても、従来のようなサークリップ２０３の操作が不要となり、トリポード部材１０２へのシャフト５の組み付け作業を容易にして、作業の手間を削減できる。また、サークリップ２０３や弾性部材２０５が不要であり、少ない部品点数によって抜け止め構造を構成して、コスト削減を図ることができる。さらに、スプライン５１の形成領域よりも先端側に変形部５３を形成することにより、スプライン５１の軸線方向長さを縮小し、トリポード部材２及びシャフト５の軸線方向寸法を削減して、等速自在継手の小型化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、摺動式の等速自在継手以外に、固定式の等速自在継手に本発明を適用することも可能である。

本発明の実施形態の等速自在継手を示す縦断面図である。 組み付け前のシャフト５を示す部分断面図である。 内輪の貫通孔にシャフトの先端部分を挿通させた様子を示す部分断面図である。 シャフトの突出部を塑性変形させる様子を示す部分断面図である。 シャフトの先端部分に変形部を形成した様子を示す部分断面図である。 本発明の他の実施形態の等速自在継手を示す縦断面図である。 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 外輪
２ 内輪
３ ボール
４ ケージ
５ シャフト
２１ 内輪の貫通孔
５３ シャフトの変形部

Claims (8)

1. 外輪と、この外輪の内側に配置されると共にシャフトが嵌合する貫通孔を有する内輪と、上記外輪と内輪との間に介在されてトルクを伝達するトルク伝達部材とを備えた等速自在継手のシャフト抜け止め構造であって、
   上記シャフトを塑性変形させて形成した変形部により、上記内輪からのシャフトの抜け止めを行う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. 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において、
   上記変形部は、上記シャフトの先端部分を径方向外側へ塑性変形させて形成し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。
3. 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において、
   上記変形部は、上記内輪の端面から軸線方向に突出すると共に先端が径方向外側を向いた断面嘴状の突出部に、軸線方向の力を与えて塑性変形させて形成し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。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造において、
   上記内輪とシャフトとはスプラインで結合されており、上記変形部は、上記スプラインの形成領域よりも先端側に形成されてい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。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造において、
   上記変形部は、上記内輪の端面と貫通孔との間に設けられた傾斜面に先端が接してい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。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のシャフト抜け止め構造を備え、
   上記外輪は、内周面に軸線方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸線方向のローラ案内面を有し、
   上記内輪は、半径方向に突出した３本の脚軸を有するトリポード部材であり、
   上記トルク伝達部材は、上記トリポード部材の各脚軸に回転自在に装着された状態で上記トラック溝に挿入されたローラであり、
   上記ローラがローラ案内面に沿って外輪の軸線方向に移動可能に形成されたことを特徴とする等速自在継手。
7. 請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のシャフト抜け止め構造を備え、
   上記外輪は、内周面に軸線方向に延びる複数のトラック溝を有し、
   上記内輪は、外周面に軸線方向に延びる複数のトラック溝を有し、
   上記トルク伝達部材は、対をなす上記外輪のトラック溝と上記内輪のトラック溝とで形成される複数のボールトラックに配置され、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面との間に介在するケージによって保持された複数のボールであることを特徴とする等速自在継手。
8. 外輪と、この外輪の内側に配置されると共にシャフトが嵌合する貫通孔を有する内輪と、上記外輪と内輪との間に介在されてトルクを伝達するトルク伝達部材とを備えた等速自在継手の製造方法であって、
   上記内輪の貫通孔にシャフトを挿入した後、上記内輪の端面から突出するシャフトの先端部分を塑性変形させることを特徴とする等速自在継手の製造方法。

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