JP2008286308A - 等速自在継手 - Google Patents

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亮 中川
Yuichi Asano
祐一 淺野
Hitohiro Ozawa
仁博 小澤
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Abstract

【課題】シャフト連結部位のガタを発生しにくくし、内側継手部材とシャフトを堅固に連結し得る凹凸嵌合構造を有する等速自在継手を提供する。
【解決手段】外側継手部材と、外側継手部材に内挿される内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在してトルク伝達を行なうトルク伝達部材とを備えた等速自在継手である。シャフト5の外径面に軸方向に延びる凸部35を設ける。内側継手部材の軸孔22の内径面37に円周方向に沿った凹溝39を設ける。シャフト5を内側継手部材の軸孔22に圧入して、シャフト5の凸部35にて内側継手部材の軸孔22の内径面37にこの凸部35に密着嵌合する凹部36を軸方向に断続的に形成する。これによって、シャフト5の凸部35と内側継手部材の凹部36との嵌合接触部位38全域が密着する凹凸嵌合構造Mを構成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えば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固定式あるいは摺動式等速自在継手に関し、特に内側継手部材とシャフトとを連結するための凹凸嵌合構造を備えた等速自在継手に関する。
例えば、自動車のドライブシャフトは、シャフトの一方の軸端に摺動式等速自在継手を装着し、他方の軸端に固定式等速自在継手を装着した構造を具備する。
このドライブシャフトの連結用継手として使用されている摺動式等速自在継手の一つであるトリポード型等速自在継手(TJ)は、内周面に三本のトラック溝が軸方向に形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ案内面を有する外側継手部材(外輪)と、半径方向に突出した三本の脚軸を有する内側継手部材(トリポード部材)と、その内側継手部材の脚軸と外側継手部材のローラ案内面との間に回転自在に収容された転動体(ローラ)とを主要な部材として構成される。
また、固定式等速自在継手の一つであるバーフィールド型等速自在継手(BJ)は、内球面に複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した外側継手部材(外輪)と、外球面に外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した内側継手部材(内輪)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間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外側継手部材の内球面と内側継手部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを主要な部材として構成される。
これら摺動式等速自在継手あるいは固定式等速自在継手とシャフトとの連結構造には、内側継手部材の軸孔内径にシャフトの軸端を圧入する構造が採用されている。この内側継手部材の軸孔内径に軸方向に沿う凹凸として雌スプラインを形成すると共に、シャフトの軸端外径にも雄スプラインを形成する。
これら雌スプラインが形成された内側継手部材の軸孔内径と、雄スプラインが形成されたシャフトの軸端外径には、例えば高周波焼入れあるいは浸炭焼入れにより硬化処理が施されて硬化層が形成されている。この硬化層の形成により内側継手部材の軸孔内径およびシャフトの軸端外径の強度を確保するようにしている。
シャフトの軸端外径を内側継手部材の軸孔内径に圧入して雄スプラインと雌スプラインを噛み合わせることにより、シャフトを内側継手部材に嵌合させている。このシャフトと内側継手部材のスプライン嵌合により両者間でトルクを伝達可能としている(例えば、特許文献1の図2参照)。
また、このような内側継手部材とシャフトとの連結構造では、シャフトの軸端部に取り付けられた断面丸形の止め輪を、内側継手部材に設けられた係止面に当接させることにより抜け止めとしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
特開2003−314580号公報 特開平8−68426号公報
ところで、前述した等速自在継手の内側継手部材とシャフトとの嵌合構造では、内側継手部材の軸孔内径に硬化処理された雌スプラインを形成し、シャフトの軸端外径に硬化処理された雄スプラインを形成することにより、シャフトの軸端外径を内側継手部材の軸孔内径に圧入してスプライン嵌合させるようにしている。
しかしながら、前記内側継手部材とシャフトとの嵌合構造は、硬化処理された雌スプラインと硬化処理された雄スプラインとによる凹凸嵌合であるため、ガタが発生し易いという問題があり、このようなガタがあると、回転トルクを確実に伝達することが困難になると共に、トルクを断続的に付加した際、スプラインの歯面が擦れ合い、スプラインの疲労強度が低下するおそれがあった。しかも、ガタによって異音が発生するおそれがあった。
また、内側継手部材とシャフトの連結構造に止め輪による抜け止めを設けた場合、シャフトの止め輪嵌合用の溝加工および内側継手部材の係止面加工を必要として、工数が増加すると共に、止め輪が必要なことから、部品点数も多くなり、製品のコストアップを招いていた。
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、シャフト連結部位のガタを発生しにくくし、内側継手部材とシャフトを堅固に連結し得る凹凸嵌合構造を有する等速自在継手を提供することにある。
本発明の第1の等速自在継手は、外側継手部材と、外側継手部材に内挿される内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在してトルク伝達を行なうトルク伝達部材とを備えた等速自在継手において、シャフトの外径面に軸方向に延びる凸部を設けるとともに、内側継手部材の軸孔の内径面に円周方向に沿った凹溝を設け、シャフトを内側継手部材の軸孔に圧入して、シャフトの凸部にて内側継手部材の軸孔の内径面にこの凸部に密着嵌合する凹部を軸方向に断続的に形成し、シャフトの凸部と内側継手部材の凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成したものである。
本発明の第1の等速自在継手によれば、シャフトを内側継手部材の軸孔に圧入することによって、相手側の凹部形成面(内側継手部材の軸孔の内径面)にシャフトの凸部の形状の転写を行うことになる。この際、凸部が内側継手部材の軸孔の内径面に食い込んでいくことによって、軸孔が僅かに拡径した状態となって、凸部の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、軸孔が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、凸部とその凸部に嵌合する相手部材の凹部との嵌合接触部位全域が密着する。このため、この嵌合構造において、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。
本発明の第2の等速自在継手は、外側継手部材と、外側継手部材に内挿される内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在してトルク伝達を行なうトルク伝達部材とを備えた等速自在継手において、内側継手部材の軸孔の内径面に軸方向に延びる凸部を設けるとともに、シャフトの外径面に円周方向に沿った凹溝を設け、シャフトを内側継手部材の軸孔に圧入して、内側継手部材の凸部にてシャフトの外径面にこの凸部に密着嵌合する凹部を軸方向に断続的に形成し、内側継手部材の凸部とシャフトの凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成したものである。
本発明の第2の等速自在継手によれば、シャフトを内側継手部材の軸孔に圧入することによって、相手側の凹部形成面(シャフトの外径面)に内側継手部材の凸部の形状の転写を行うことになる。この際、凸部がシャフトの外径面に食い込んでいくことによって、軸孔が僅かに拡径した状態となって、凸部の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、軸孔が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、凸部とその凸部に嵌合する相手部材の凹部(シャフトの外径面)との嵌合接触部位全域が密着する。このため、この嵌合構造において、前記第1の等速自在継手と同様、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。
また、前記第1の等速自在継手では、内側継手部材の軸孔の内径面に円周方向に沿った凹溝が設けられ、第2の等速自在継手では、シャフトの外径面に円周方向に沿った凹溝が設けられている。このため、これらの等速自在継手においては、凸部にて形成される凹部が、凸部に対して長手方向に沿って連続して形成されることなく断続することになる。ところで、圧入による凹部形成によってはみ出し部が生じる。ここで、はみ出し部は、凸部が嵌入(嵌合)する凹部の容量の材料分であって、形成される凹部から押し出されたもの、凹部を形成するために切削されたもの、又は押し出されたものと切削されたものの両者等から構成される。
凸部にて形成される凹部が断続するため、シャフトを内側継手部材の軸孔に圧入する際に生じるはみ出し部(押出し部)は、この凹部の断続部(円周方向に沿った凹溝部)において切断されることになる。このため、はみ出し部(押出し部)を押出す抵抗が低減され、圧入荷重が低減する。圧入荷重が低減するので、凸部にて形成される凹部の全長を大きくすることができて凹凸嵌合構造の嵌合長さを大きくすることができる。
等速自在継手としては、トルク伝達部材にボールを用いたものであっても、円周方向に向き合ったローラ案内面を有する3つのトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した3本の脚軸を備えた内側継手部材としてのトリポード部材と、前記脚軸に回転自在に外嵌するとともに前記トラック溝に挿入されたトルク伝達部材としてのローラとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能としたもの(トリポード型等速自在継手)であってもよい。また、トルク伝達部材にボールを用いたものは、バーフィールド型等速自在継手(BJ)やアンダーカットフリー型等速自在継手(UJ)等の固定式であっても、さらに、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)等の摺動式であってもよい。すなわち、バーフィールド型等速自在継手(BJ)、アンダーカットフリー型等速自在継手(UJ)、及びダブルオフセット型等速自在継手(DOJ)は、内径面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した外側継手部材としての外輪と、外径面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した内側部材としての内輪と、前記外輪の案内溝と前記内輪の案内溝とが協働して形成されるボールトラックに配されたトルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを保持するポケットを有する保持器とを備えたものであり、クロスグルーブ型等速自在継手(LJ)は、軸線に対して周方向の一方にねじれた案内溝と周方向に他方にねじれた案内溝とを内周面に交互に設けた外側継手部材としての外輪と、外輪の各案内溝と対をなしてボールトラックを形成し、対をなす外輪の案内溝を外周面に交互に設けた内側部材としての内輪と、トルク伝達ボールを保持する保持器とを備えたものである。
前記第1の等速自在継手において、シャフトに設けた凸部の少なくとも軸方向端部の硬度を内側継手部材の軸孔内径部よりも高くするのが好ましい。
また、前記第2の等速自在継手において、内側継手部材の軸孔の内径面に設けた凸部の少なくとも軸方向端部の硬度をシャフトの外径部よりも高くするのが好ましい。
圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部をシャフトに設けたり、ポケット部を内側継手部材の軸孔の内径面に設けるようにすることができる。
また、前記はみ出し部を収納するポケット部を、シャフトの凸部の圧入始端側に設けるとともに、このポケット部の反凸部側に内側継手部材の軸孔との調芯用の鍔部を設けるのが好ましい。
また、凸部の突出方向のいずれかの部位が、凹部形成前の凹部形成面の位置に対応する。この際、複数の凸部の頂点を結ぶ円弧の最大直径寸法を内側継手部材の軸孔の内径寸法よりも大きくするとともに、凸部間のシャフト外径面の最大外径寸法を内側継手部材の軸孔の内径寸法よりも小さくしたり、軸孔の凸部の頂点を結ぶ円弧の最小直径寸法をシャフトの内側継手部材嵌挿入部の外径寸法よりも小さくするとともに、凸部間の軸孔内径面の最大内径寸法をシャフトの内側継手部材嵌挿入部の外径寸法よりも大きくしたりする場合がある。
凸部の突出方向中間部位の周方向厚さを、周方向に隣り合う凸部間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法よりも小さくするのが好ましい。このように設定することによって、凸部の突出方向中間部位の周方向厚さの総和を、周方向に隣り合う凸部間に嵌合する相手側の凸部における前記中間部位に対応する位置での周方向厚さの総和よりも小さくなる。
前記凸部側の軸方向の少なくとも一部に軸方向に沿う凹凸部を設けるのも好ましい。また、前記凸部側の軸方向に沿う凹凸部を鋸歯状に形成する場合がある。
本発明の凹凸嵌合構造では、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されないので、嵌合部位の全てが回転トルク伝達に寄与し、安定した回転トルク伝達が可能であり、スプラインの歯面の擦れ合いによるスプラインの疲労強度の低下を回避でき、耐久性に優れる。しかも、異音の発生も生じさせない。さらには、径方向及び円周方向において隙間無く密着しているため、トルク伝達部位の強度が向上し、等速自在継手を軽量、コンパクトにすることができる。
シャフトを内側継手部材の軸孔に圧入し、凸部にて凸部に密着嵌合する凹部を形成することができる。このため、凹凸嵌合構造を確実に形成することができる。しかも、凹部が形成される部材には、スプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができ、安定した嵌合状態を維持できる。
また、シャフトを内側継手部材の軸孔に圧入する際に生じるはみ出し部(押出し部)は、この凹部の断続部(円周方向に沿った凹溝部)において切断されるになる。このため、はみ出し部による圧入の妨げを防止できる。すなわち、はみ出し部(押出し部)を押出す抵抗が低減され、圧入荷重が低減する。凸部にかかる面圧が低減すれば、凸部の欠けや摩耗が低減し、凹部の成形性が向上する。また、凹凸嵌合構造の嵌合長長さを大きくすることができるので、捩り強度の向上を図ることができ、安定した回転伝達が可能となる。
また、シャフトに凸部を設けるとともに、凸部側の硬度を内側継手部材の軸孔内径部よりも高くするものであれば、圧入の際、内側継手部材の軸孔内径面への凹部形成が容易となる。また、シャフト側の硬度を高くでき、シャフトの捩り強度を向上させることができる。また、内側継手部材の軸孔の内径面に凸部を設けるとともに、この凸部側の軸方向端部の硬度をシャフトの外径部よりも高くするものであれば、圧入の際、シャフト側外径面への凹部形成が容易となる。
圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部を設けることによって、はみ出し部をこのポケット内に保持(維持)することができ、はみ出し部が等速自在継手内に紛れ込むことがない。すなわち、はみ出し部をポケット部に収納したままにしておくことができ、はみ出し部の除去処理を行う必要がなく、組み立て作業工数の減少を図ることができて、組み立て作業性の向上及びコスト低減を図ることができる。
また、ポケット部の軸方向反凸部側に調芯用の鍔部を設けることによって、ポケット部内のはみ出し部の鍔部側への飛び出しがなくなって、はみ出し部の収納がより安定したものとなる。しかも、鍔部は調芯用であるので、芯ずれを防止しつつシャフトを内側継手部材に圧入することができる。このため、内側継手部材とシャフトとを高精度に連結でき、安定したトルク伝達が可能となる。
また、凸部の突出方向のいずれかの部位が、凹部形成前の凹部形成面上に配置されるようにすることによって、凸部が圧入時に凹部形成面に食い込んでいき、凹部を確実に形成することができる。
凸部の突出方向中間部位の周方向厚さを、周方向に隣り合う凸部間における前記中間部位に対応する位置での寸法よりも小さくすることによって、凹部が形成される側の凸部(形成される凹部間の凸部)の突出方向中間部位の周方向厚さを大きくすることができる。このため、相手側の凸部(凹部が形成されることによる凹部間の硬度が低い凸部)のせん断面積を大きくすることができ、ねじり強度を確保することができる。しかも、硬度が高い側の凸部の歯厚が小であるので、圧入荷重を小さくでき、圧入性の向上を図ることができる。
凸部側の軸方向の少なくとも一部に軸方向に沿う凹凸部を設けたことによって、圧入した際に、硬度が小である側(凸が嵌合する凹部が形成される側)に軸方向に沿う凹凸部が軸方向に沿って食い込むことになる。この食い込みによって、内側継手部材に対するシャフトの軸方向の抜け止めを構成することができる。また、凹凸部を鋸歯状にすることで、硬度が小である側に鋸歯がより食い込むため、より強固な抜け止め機構となる。このため、安定した連結状態を維持でき、等速自在継手の高品質化を図ることができる。しかも、
軸方向に沿う凹凸部にて抜け止めを構成することができるので、シャフトに止め輪嵌合用の溝および内側継手部材に係止面を設ける必要がなくなって、加工工数および部品点数の減少を図ることができて、生産コストの低減および組み立て作業性の向上を達成できる。
本発明の実施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態は、固定式(バーフィールド型)等速自在継手(BJ)に適用した場合を例示するが、他の固定式等速自在継手、例えばアンダーカットフリー型等速自在継手(UJ)に適用可能であり、さらに、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)、トリポード型等速自在継手(TJ)にも適用可能である。
図1は第1実施形態の凹凸嵌合構造を用いたバーフィールド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、外側継手部材としての外輪1と、外輪1の内挿される内側継手部材としての内輪2と、外輪1と内輪2との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としてのボール3と、外輪1と内輪2との間に介在してボール3をそのポケット4cに保持するケージ4とを主要な部材として構成される。この固定式等速自在継手をドライブシャフトに適用する場合、外輪1を車輪軸受装置(図示せず)に結合させ、内輪2に本発明にかかる凹凸嵌合構造Mでもってシャフト5を結合させることにより、外輪1と内輪2の回転軸が角度をなした状態でも等速でトルクを伝達するようになっている。
外輪1はマウス部6とステム部7とからなり、ステム部7にて車輪軸受装置とトルク伝達可能に結合する。マウス部6は一端にて開口した椀状で、その内球面8に、軸方向に延びた複数のトラック溝9が円周方向等間隔に形成されている。そのトラック溝9はマウス部6の開口端まで延びている。内輪2は、その外球面10に、軸方向に延びた複数のトラック溝11が円周方向等間隔に形成されている。そのトラック溝11は内輪2の軸方向に切り通されている。
外輪1のトラック溝9と内輪2のトラック溝11とは対をなし、各対のトラック溝9,11で構成されるボールトラックに1個ずつ、トルク伝達要素としてのボール3が転動可能に組み込んである。ボール3は外輪1のトラック溝9と内輪2のトラック溝11との間に介在してトルクを伝達する。ケージ4は外輪1と内輪2との間に摺動可能に介在し、外球面4aにて外輪1の内球面8と接し、内球面4bにて内輪2の外球面10と接する。
前述したように内輪2はその軸孔22にシャフト5の端部5aを圧入することによりシャフト5とトルク伝達可能に結合されている。すなわち、本発明に係る第1実記形態の凹凸嵌合構造Mを介して、シャフト5と内輪2とが連結される。なお、この内輪2の軸孔22の内径面37(図2参照)は、冷間鍛造仕上げにより形成されているが、旋削、研磨仕上げにより形成されていてもよい。
凹凸嵌合構造Mは、図3に示すように、例えば、シャフト5側に設けられて軸方向に延びる凸部35と、内輪2の軸孔22の内径面37に形成される凹部36とからなり、凸部35とその凸部35に嵌合する内輪2の凹部36との嵌合接触部位38全域が密着している。複数の凸部35が周方向に沿って所定ピッチで配設され、内輪2の内径面37に凸部35が嵌合する複数の凹部36が周方向に沿って形成されている。つまり、周方向全周にわたって、凸部35とこれに嵌合する凹部36とがタイトフィットしている。
また、内輪2の軸孔22の内径面37には、図2と図4等に示すように、円周方向に沿った複数の凹溝39(この実施形態では3個)が軸方向に沿って所定ピッチで配設されている。この凹溝39の深さは軸孔22の内径面37に形成される凹部36の深さよりも深く設定される。
この場合、凸部35の突出方向のいずれかの部位(図例では、突出方向中間部)が、凹部形成前の凹部形成面の位置に対応するものである。すなわち、各凸部35は、その断面が凸アール状の頂点を有する三角形状(山形状)であり、各凸部35と内輪2の凹部36との嵌合接触部位38とは、図3(b)に示す範囲Aであり、断面における山形の中腹部から山頂にいたる範囲である。また、周方向の隣合う凸部35間において、内輪2の内径面37よりも内径側に隙間40が形成されている。なお、図例のように、凸部35の突出方向中間部が凹部形成前の凹部形成面の位置に対応せずに、一部(例えば先端部位)が対応するものであってもよい。
次に、凹凸嵌合構造Mの嵌合方法を説明する。この場合、図2と図5に示すように、シャフト5の端部5aの外径部には、熱硬化処理を施し、この硬化層Sに軸方向に沿う凸部41aと凹部41bとからなるスプライン41を形成する。このため、スプライン41の凸部41aが硬化処理されて、この凸部41aが凹凸嵌合構造Mの凸部35となる。この際、内輪2の軸孔22の内径面37においては熱硬化処理を行わない未硬化部とする。なお、図2と図5において、クロスハッチング部が硬化層Sを示している。硬化層Sと内輪2の軸孔22の内径面37の未硬化部との硬度差は、HRCで30ポイント以上とする。シャフト5のスプライン41のモジュールを0.5以下の小さい歯とする。ここで、モジュールとは、ピッチ円直径を歯数で割ったものである。また、内輪2の内径面37には、凹部36を形成することなく、周方向の凹溝39を形成しておく。なお。図4に示すように、内輪2は、トラック溝およびトラック溝間の外球面に高周波焼入れにより硬化層S1(クロスハッチング部)が形成されている。
図2に示すように、軸孔22の内径面37の内径寸法Dを、凸部35の最大外径寸法、つまりスプライン41の凸部41aである前記凸部35の頂点を結ぶ円の最大直径寸法(外接円直径)D1よりも小さく、隣合う凸部間のシャフト外径面の最大外径寸法、つまりスプライン41の凹部41bの底を結ぶ円の最大直径寸法D2よりも大きく設定される。すなわち、D2<D<D1とされる。
スプライン41は、従来からの公知公用の手段である転造加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としては、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。
そして、図2に示すように、内輪2の軸心とシャフト5の軸心とを合わせた状態で、内輪2に対して、シャフト5を挿入(圧入)していく。この際、軸孔22の内径面37の径寸法Dと、凸部35の最大外径寸法D1と、スプライン41の凹部の最大外径寸法D2とが前記のような関係であり、しかも、凸部35の硬度が軸孔22の内径面37の硬度よりも30ポイント以上大きいので、シャフト5を内輪2の軸孔22に圧入していけば、この凸部35が内径面37に食い込んでいき、凸部35が、この凸部35が嵌合する凹部36を軸方向に沿って形成していくことになる。
これによって、図3(a)(b)に示すように、シャフト5の端部5aの凸部35と内輪2の凹部36との嵌合接触部位38全域が密着している嵌合状態を構成することができる。すなわち、相手側の凹部形成面(この場合、軸孔22に内径面37)に凸部35の形状の転写を行うことになる。この際、凸部35が軸孔22の内径面37に食い込んでいくことによって、軸孔22が僅かに拡径した状態となって、凸部35の軸方向の移動を許容
し、軸方向の移動が停止すれば、軸孔22が元の径に戻ろうとして縮径することになる。言い換えれば、凸部35の圧入時に内輪2が径方向に弾性変形し、この弾性変形分の予圧が凸部35の歯面(嵌合接触部位38の表面)に付与される。このため、凸部35と内輪2の凹部36との嵌合接触部位38全域が密着する凹凸嵌合構造Mを確実に形成することができる。
ところで、内輪2に対してシャフト5を圧入していけば、凸部35にて形成される凹部36から材料がはみ出して、はみ出し部45(図12等参照)が形成される。はみ出し部45は、凸部35が嵌入(嵌合)する凹部36の容量の材料分であって、形成される凹部36から押し出されたもの、凹部36を形成するために切削されたもの、又は押し出されたものと切削されたものの両者等から構成される。
しかしながら、内輪2の軸孔22の内径面37には円周方向の凹溝39が形成されているので、凸部35にて凹部36が形成される際、この凹部36は長手方向(軸方向)に沿って連続することなく、断続することになる。このため、シャフト5を内輪2の軸孔22に圧入する際に生じるはみ出し部(押出し部)45は、この凹部36の断続部(円周方向の凹溝39)において切断されることになる。したがって、はみ出し部(押出し部)45を押出す抵抗が低減され、圧入荷重が低減する。圧入荷重が低減するので、凹部36の全長を大きくすることができて凹凸嵌合構造Mの嵌合長さを大きくすることができる。
すなわち、凹部36が断続すれば、図6に示すように、圧入力(荷重)が凹溝39において低下するが、凹部36が断続していなければ、図7に示すように、凹部形成長さが長くなるにしたがって圧入力が増加する。
本発明では、凹凸嵌合構造Mは、凸部35と内輪2の凹部36との嵌合接触部位38全域が密着しているので、この凹凸嵌合構造Mにおいて、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。このため、嵌合部位の全てが回転トルク伝達に寄与し、安定した回転トルク伝達が可能であり、スプラインの歯面の擦れ合いによるスプラインの疲労強度の低下を回避でき、耐久性に優れる。しかも、異音の発生も生じさせない。さらには、径方向及び円周方向において隙間無く密着しているため、トルク伝達部位の強度が向上し、等速自在継手を軽量、コンパクトにすることができる。
また、凹部36が形成される部材には、スプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、しかもスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができ、安定した嵌合状態を維持できる。シャフト5側の硬度を高くでき、また、シャフト5の捩り強度を向上させることができる。
前記実施形態のように、シャフト5に形成するスプライン41は、モジュールが0.5以下の小さい歯を用いたので、このスプライン41の成形性の向上を図ることができるとともに、圧入荷重の低減を図ることができる。なお、凸部35を、この種のシャフトに通常形成されるスプラインをもって構成することができるので、低コストにて簡単にこの凸部35を形成することができる。
また、シャフト5を内輪2に圧入していくとによって、凹部36を形成していくと、この凹部36側に加工硬化が生じる。ここで、加工硬化とは、物体に塑性変形(塑性加工)を与えると,変形の度合が増すにつれて変形に対する抵抗が増大し,変形を受けていない材料よりも硬くなることをいう。このため、圧入時に生じる塑性変形によって、凹部36側の内輪2の内径面37が硬化して、回転トルク伝達性の向上を図ることができる。
ところで、前記図3に示すスプライン41では、凸部41aのピッチと凹部41bのピッチとが同一設定される。このため、前記実施形態では、図3(b)に示すように、凸部35の突出方向中間部位の周方向厚さLと、周方向に隣り合う凸部35間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法L0とがほぼ同一となっている。
これに対して、図8に示すように、凸部35の突出方向中間部位の周方向厚さL2を、周方向に隣り合う凸部35間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法L1よりも小さいものであってもよい。すなわち、シャフト5に形成されるスプライン41において、凸部35の突出方向中間部位の周方向厚さ(歯厚)L2を、凸部35間に嵌合する相手側つまり内輪2側の凸部43の突出方向中間部位の周方向厚さ(歯厚)L1より小さくしている。
したがって、シャフト5側の凸部(凸歯)35の歯厚の総和(ΣB1+B2+B3+・・・)を、内輪2側の全周における凸部43の歯厚の総和(ΣA1+A2+A3+・・・)よりも小さく設定している。これによって、内輪2側の凸部43のせん断面積を大きくすることができ、ねじり強度を確保することができる。しかも、凸部35の歯厚が小であるので、圧入荷重を小さくでき、圧入性の向上を図ることができる。凸部35の周方向厚さの総和を、相手側の凸部43における周方向厚さの総和よりも小さくする場合、全凸部35の周方向厚さL2を、周方向に隣り合う凸部35間における周方向の寸法L1よりも小さくする必要がない。すなわち、複数の凸部35のうち、任意の凸部35の周方向厚さが周方向に隣り合う凸部間における周方向の寸法と同一であっても、この周方向の寸法よりも大きくても、総和で小さければよい。なお、図8における凸部35は、断面台形(富士山形状)としている。
次に、図9は第2実施形態を示し、この凹凸嵌合構造Mは、シャフト5の凸部35、つまりスプライン41の凸部41aに、軸方向の一部に軸方向に沿う凹凸部55が形成される。この場合、凹凸部55は軸方向に沿う鋸歯状に形成されている。この場合、凸部(凸歯)55aはその断面がポケット側を傾斜面とした直角三角形状とされるものである。なお、この実施形態においても、内輪2の軸孔22の内径面37に凹溝39が形成されている。
図11に示すように、内輪2の軸心とシャフト5の軸心を合わせて、この凹凸部55を備えたシャフト5を、内輪2の軸孔22に圧入すれば、シャフト5側の凸部35によって内輪2に凹部36を形成することになるが、この場合、凹凸部55が内輪2側に形成される凹部36の底部に食い込む。すなわち、圧入の際に拡径していた内輪2の軸孔22が拡径しているが、圧入完了時には元の状態に戻るように縮径する。このため、内輪2の軸孔22の内径面側から図10の矢印のように凹凸部55に対して押圧力(縮径力)が作用して、内輪2の軸孔22の内径面に凹凸部55の凸部55aが食い込む。
凸部35側の軸方向の少なくとも一部に軸方向に沿う凹凸部55を設けたことによって、圧入した際に、硬度が小である側(凸部35が嵌合する凹部36が形成される側)に軸方向に沿う凹凸部55が軸方向に沿って食い込むことになる。この食い込みによって、内側継手部材に対するシャフト5の軸方向の抜け止めを構成することができる。また、凹凸部55を鋸歯状にすることで、硬度が小である側に鋸歯がより食い込むため、より強固な抜け止め機構となる。このため、安定した連結状態を維持でき、等速自在継手の高品質化を図ることができる。しかも、軸方向に沿う凹凸部55にて抜け止めを構成することができるので、シャフト5に止め輪嵌合用の溝および内側継手部材に係止面を設ける必要がなくなって、加工工数および部品点数の減少を図ることができて、生産コストの低減および組み立て作業性の向上を達成できる。
図12に示す第3の実施形態では、はみ出し部45を収納するポケット部50をシャフト5に設けている。すなわち、シャフト5のスプライン41の軸端縁に周方向溝51を設けることによって、ポケット部50を形成している。図13に示すように、周方向溝51は、そのスプライン41側の側面51aが、軸方向に対して直交する平面であり、反スプライン側の側面51bが、溝底51cから反スプライン側に向かって拡径するテーパ面である。
また、この側面51bよりも反スプライン側には、調芯用の円盤状の鍔部52が設けられている。鍔部52の外径寸法D3が軸孔22の孔径と同一乃至軸孔22の孔径Dよりも僅かに小さく設定される。この場合、鍔部52の外径面52aと軸孔22の内径面37との間に微小隙間tが設けられている。
この図12に示すシャフト5であっても、図14に示すように、内輪2の軸心とシャフト5の軸心とを合わせて、シャフト5を内輪2の軸孔22に圧入していけば、シャフト5側の凸部35によって、内輪2側に凹部36を形成することになる。この際、生じるはみ出し部45は、まず、図15と図16に示すように、圧入始端側の凹溝39aにおいて切断されてその切断片45aがポケット50に収容される。その後、さらに圧入されれば、軸方向中間の凹溝39bにおいてはみ出し部45が切断されてその切断片45b(図13参照)がポケット50に収容される。そのさらに圧入されることによって、反圧入始端側の凹溝39cにおいてはみ出し部45が切断されてその切断片45c(図13参照)がポケット50に収容される。最終的に図13に示すように、圧入始端からこの始端近傍の凹溝39aまでのはみ出し部45と、凹溝39aから軸方向中間の凹溝39bまでのはみ出し部45と、軸方向中間の凹溝39bから反圧入始端側の凹溝39cまでのはみ出し部45とがポケット50に収容される。
このように、前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部45を収納するポケット部50を設けることによって、はみ出し部45をこのポケット部50内に保持(維持)することができ、等速自在継手内に紛れ込むことがない。すなわち、はみ出し部45をポケット部50に収納したままにしておくことができ、はみ出し部45の除去処理を行う必要がなく、組み立て作業工数の減少を図ることができて、組み立て作業性の向上及びコス
ト低減を図ることができる。
また、ポケット部50の反凸部側に内輪2の軸孔22との調芯用の鍔部52を設けることによって、ポケット部50内のはみ出し部45の鍔部52側への飛び出しがなくなって、はみ出し部45の収納がより安定したものとなる。しかも、鍔部52は調芯用であるので、芯ずれを防止しつつ軸部を内輪2の軸孔22に圧入することができる。このため、内輪2とシャフト5を高精度に連結でき、安定したトルク伝達が可能となる。
前記鍔部52は圧入時の調芯用であるので、その外径寸法D3は、内輪2の孔径よりも僅かに小さい程度に設定するのが好ましい。すなわち、鍔部52の外径寸法が内輪2の孔径と同一や内輪2の孔径よりも大きければ、鍔部52自体を内輪2の軸孔を圧入することになる。この際、芯ずれしていれば、このまま凹凸嵌合構造Mの凸部35が圧入され、シャフト5の軸心と内輪2の軸心とが合っていない状態でシャフト5と内輪2とが連結されることになる。また、鍔部52の外径寸法が軸孔の孔径よりも小さすぎると、調芯用として機能しない。このため、鍔部52の外径面52aと軸孔の内径面との間に微小隙間tとしては、0.01mm〜0.2mm程度に設定するのが好ましい。
図12に示す等速自在継手の他の構成は図1に示す等速自在継手と同様であるので、同一部材については図1の符号と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。このため、図12に示す等速自在継手は、図1に示す等速自在継手と同様の作用効果を奏する。
ところで、図17と図18に示すように、内輪2の軸孔22の内径面に、周方向に沿って所定ピッチで配設される小凹部60を設けてもよい。小凹部60としては、凹部36の容積よりも小さくする必要がある。このように小凹部60を設けることによって、凸部35の圧入性の向上を図ることができる。すなわち、小凹部60を設けることによって、凸部35の圧入時に形成されるはみ出し部45の容量を減少させることができて、圧入抵抗の低減を図ることができる。また、はみ出し部45を少なくできるので、ポケット部50の容積を小さくでき、ポケット部50の加工性及びシャフト5の強度の向上を図ることができる。なお、小凹部60の形状は、図例では半楕円状であるが、矩形等の他の種々のものを採用でき、数も任意に設定できる。
等速自在継手としては、その内側継手部材が、図19(a)(b)(c)に示すようなトリポード系のトラニオンを用いた摺動型の等速自在継手であってもよい。この内側継手部材は、ボス部65と、このボス部65から周方向に沿って120度ピッチで外径方向へ突出する軸部62とを備え、このボス部65の軸孔63にシャフト5が嵌挿される。また、軸部62にトルク伝達部材としてのローラ(図示省略)が付設される。
このため、ボス部65の軸孔63の内径面を未硬化部とし、これに、図5に示すように、その外径面に硬化処理が施されるとともに、軸端部にスプライン41が形成されたシャフト5をこのボス部65の軸孔63に圧入することになる。なお、トリポード型等速自在継手における内側継手部材においても、図19(b)(c)に示すようにその外面に硬化層S2を設けるようにするのが好ましい。
この圧入によって、スプライン41の凸歯41aにて構成される凸部35にて、ボス部65の軸孔63の内径面に、凸部35に嵌合する凹部36を形成することができる。この場合であっても、凸部35とシャフト5の凹部36との嵌合接触部位38全域が密着する。このため、内輪2とシャフト5を高精度に連結でき、安定したトルク伝達が可能となる。
ところで、前記各実施形態では、シャフト5側に凸部35を構成するスプライン41を形成するとともに、このシャフト5のスプライン41に対して硬化処理を施し、内輪2の内径面を未硬化(生材)としている。これに対して、図20と図21に示す第4実施形態では、図22に示すように、内輪2の軸孔22の内径面に硬化処理を施されたスプライン61(凸条61a及び凹条61bとからなる)を形成するとともに、シャフト5には硬化処理を施さないものであってもよい。なお、このスプライン61も公知公用の手段であるブローチ加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としても、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。図22において、内輪2の内径側のクロスハッチング部は硬化層S1を示している。
この場合、凸部35の突出方向中間部位が、凹部形成前の凹部形成面(シャフト5の外径面)の位置に対応する。すなわち、スプライン61の凸部61aである凸部35の頂点を結ぶ円の最小直径(凸部35の最小内径寸法)D4をシャフト5の外径寸法D6よりも小さく、スプライン61の凹部61bの底を結ぶ円の最大内径寸法(凸部間の軸孔内径面の内径寸法)D5をシャフト5の外径寸法D6よりも大きく設定する。すなわち、D4<D6<D5とされる。
また、シャフト5の外径面(スプライン形成部)に円周方向に沿って複数(図例では、3個)の凹溝70が形成されている。この凹溝70の溝底径D7を凸部35の頂点を結ぶ円の最小直径(凸部35の最小内径寸法)D4よりも小さく設定する。
この場合、シャフト5を内輪2の軸孔22に圧入すれば、内輪2側の凸部35によって、シャフト5の外径面66に凸部35が嵌合する凹部36を形成することができる。これによって、内輪2側の凸部35とシャフト5の凹部36との嵌合接触部位38全域が密着している嵌合状態を構成することができる。すなわち、シャフト5を内輪2の軸孔22に圧入することによって、相手側の凹部形成面(シャフト5の外径面)に内輪2の凸部35の形状の転写を行うことになる。この際、凸部35がシャフト5の外径面に食い込んでいくことによって、軸孔22が僅かに拡径した状態となって、凸部35の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、軸孔22が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、凸部35とその凸部35に嵌合する相手部材の凹部36(シャフト5の外径面)との嵌合接触部位38全域が密着する。
ここで、凸部35とシャフト5の凹部36との嵌合接触部位38とは、図23に示す範囲Bであり、断面における山形の中腹部から山頂にいたる範囲である。また、周方向の隣合う凸部35間において、シャフト5の外周面よりも外径側に隙間62が形成される。
このため、図22に示すように、内輪2の軸孔22の凸部35が設けられ、シャフト5を内輪2の軸孔22に圧入することによって、内輪2の凸部35によってシャフト5の外径面に凹部36を形成されるものであっても、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。このため、嵌合部位の全てが回転トルク伝達に寄与し、安定した回転トルク伝達が可能である等の前記図1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
この場合であっても、圧入によってはみ出し部が形成されるが、シャフト5の外径面に凹溝70が設けられているので、まず、シャフト5の先端縁から最先端側の凹溝70aまでのはみ出し部がこの凹溝70aにおいて切断され、先端側の凹溝70aから中間の凹溝70bまでのはみ出し部がこの凹溝70bにおいて切断され、中間の凹溝70bから基端側の凹溝70cまでのはみ出し部がこの凹溝70cにおいて切断される。
このため、はみ出し部(押出し部)が断続的に形成されことになり、内輪2側の凹溝39が形成された場合と同様の作用効果を奏することができる。このはみ出し部を収納するポケット部を設けるのが好ましい。はみ出し部は、シャフト側に形成されることになるので、ポケット部を内輪2側に設けることになる。
なお、このように内輪2側に凹凸嵌合構造Mの凸部35を形成したものであっても、シャフト5の端部に、その外径寸法が内輪2に圧入する際の調芯となる鍔部を設けてもよい。これによって、高精度の圧入が可能となる。また、内輪2側に抜け止め機能を発揮する鋸歯状等の凹凸部を設けてもよい。
内輪2の軸孔22の内径面37に形成する凹溝39として、図24(a)(b)(c)(d)(e)に示す種々の形状のものを用いることができる。図24(a)は、溝底が圧入始端側から反始端側に向かって深くなるテーパ部71を備えたものであり、図24(b)は溝底が圧入始端側から反始端側に向かって浅くなるテーパ部72を備えたものである。また、図24(c)は、溝底が半円状とされたものである。
図24(d)(e)は前記図1等に示す実施形態と同様、凹溝39の断面形状が矩形状であるが、図24(d)では、凹溝39の数が2個であり、圧入始端から圧入始端側の凹溝39aまでの寸法をaとし、この凹溝39aから他の凹溝39bまでの寸法をbとした際、a>bとしている。また、図24(e)では、3個の凹溝39a、39b、39cが軸心に対して傾斜している。
このため、図24(a)(b)(c)(d)(e)に示す種々の形状の凹溝39であっても、凸部35にて凹部36が形成される際、この凹部36は長手方向(軸方向)に沿って連続することなく、断続することになる。このため、シャフト5を内輪2の軸孔22に圧入する際に生じるはみ出し部(押出し部)45は、この凹部36の断続部において切断されることになる。前記図1に示すものと同様の作用効果を奏する。特に、図24(d)に示すように、圧入始端側の凹溝39aまでの寸法を大きくとることによって、最も捩られ易く、応力集中する範囲(圧入始端からこの始端側の凹溝39aまでの範囲)のスプライン強度(嵌合強度)を確保することができる。
また、シャフト5側に形成される凹溝70であっても、図24(a)(b)(c)(d)(e)に示す種々の形状のものを採用できる。
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、凹凸嵌合構造の凸部35の形状として、前記図3に示す実施形態では断面三角形状であり、図8に示す実施形態では断面台形(富士山形状)であるが、これら以外の半円形状、半楕円形状、矩形形状等の種々の形状のものを採用でき、凸部35の面積、数、周方向配設ピッチ等も任意に変更できる。すなわち、スプライン41,61を形成し、このスプライン41、61の凸部(凸歯)41a、61aをもって凹凸嵌合構造Mの凸部35とする必要はなく、キーのようなものであってもよく、曲線状の波型の合わせ面を形成するものであってもよい。要は、軸方向に沿って配設される凸部35を相手側に圧入し、この凸部35にて凸部35に密着嵌合する凹部36を相手側に形成することができて、凸部35とそれに対応する凹部36との嵌合接触部位38全域が密着し、しかも、内輪2とシャフト5との間で回転トルクの伝達ができればよい。
また、内輪2の軸孔22としては円孔以外の多角形孔等の異形孔であってよく、この軸
孔22に嵌挿するシャフト5の端部5aの断面形状も円形断面以外の多角形等の異形断面であってもよい。このため、例えば、内輪2の軸孔22を円孔として、シャフト5の端部5aの断面形状を円形以外の多角形として、このエッジ部を前記凸部35とすることができる。
ポケット部50の形状としては、前記実施形態では、その周方向溝51は反スプライン側の側面51bを、溝底51cから反スプライン側に向かって拡径するテーパ面としたが、このようなテーパ面としないものであってもよく、要は、生じるはみ出し部45を収納(収容)できるものであればよく、そのため、ポケット部50の容量として、生じるはみ出し部45に対応できるものであればよい。
凹凸部55を設ける場合、図7では、スプライン41の軸方向中間部に設けていたが、スプライン41のシャフト端面側に設けても、逆に、反シャフト端面側に設けても、さらには、スプライン41の軸方向全長に設けてもよい。また、各凹凸部55の凸部(凸歯)55aの数及び形状も任意である。すなわち、凹凸部55としては、全凸部35に設けたものであっても、全凸部35のうち任意の凸部35に設けるようにしてもよい。図10等に示すようにポケット部50を有するシャフト5に凹凸部55を設けてもよい。なお、実施形態では、凸部35を構成するスプライン41の凸部41aに凹凸部55を設けていたが、スプライン41の凹部41bに凹凸部55を設けてもよい。
また、前記実施形態では、凸部35に対して熱硬化処理を行い、凸部対応側を未硬化部位として、凸部35の硬度を凹部が形成される部位よりも高くしたが、硬度差をつけることができれば、両者を熱処理しても、両者を熱処理しなくてもよい。さらに、圧入する際に凸部35の圧入始端部のみが、凹部36が形成される部位より硬度が高ければよいので、凸部35の全体の硬度を高くする必要がない。さらに、図2等では隙間40が形成されるが、凸部35間の凹部まで、内輪2の内径面37に食い込むようなものであってもよい。なお、凸部35側と、凸部35にて形成される凹部形成面側との硬度差としては、前記したようにHRCで30ポイント以上とするのが好ましいが、凸部35が圧入可能であれば30ポイント未満であってもよい。上記熱処理方法としては、例えば高周波焼入れ、浸炭焼入れ、調質、焼準などが上げられる。圧入時にシャフト5の凸部35で内輪2の内径面に凹部36を形成する場合において、内輪2に浸炭焼入れを行う場合、内径面を防炭処理することで、シャフト5の凸部35より硬度の低い層を内輪2の内径面に形成し易くなる。また、圧入時に内輪2の内径の凸部35でシャフト5に凹部36を形成する場合、シャフト5に焼準処理や調質処理を施すことで、シャフト5の捩り強度を確保しつつシャフト5の外径面の硬度を内輪2の内径の凸部35より低くすることができる。
凸部35の端面(圧入始端)は前記実施形態では軸方向に対して直交する面であったが、軸方向に対して、所定角度で傾斜するものであってもよい。この場合、内径側から外径側に向かって反凸部側に傾斜しても凸部側に傾斜してもよい。なお、凸部35を圧入する場合、凹部36が形成される側を固定して、凸部35を形成している側を移動させても、逆に、凸部35を形成している側を固定して、凹部36が形成される側を移動させても、両者を移動させてもよい。
ところで、凹溝39、70は、例えば旋削で成形することができる。このため、溝形状は突切りバイトで削る形状となる場合が多いことになる。また、凹溝形成面(内輪2の内径面37又はシャフト5の外径面66)及び凹溝加工を1回の工程で切削できるように倣い形状(軸方向いずれの側からでも可)にしてもよい。また、凹溝39、70の数の増減は任意である。前記実施形態では、凹溝39、70は独立したものであるが、螺旋状に連続して形成してもよい。
凹溝39、70の深さは、圧入時に形成される凹部36の深さよりも深いのが好ましいが、圧入時に成形されるはみ出し部45が切断されれば、凹部36の深さと同一であっても、凹部36の深さよりも浅くてもよい。
本発明の第1実施形態を示す凹凸嵌合構造を用いた等速自在継手の断面図である。 前記凹凸嵌合構造の分解状態の断面図である。 前記等速自在継手の凹凸嵌合構造を示し、(a)は拡大断面図であり、(b)(a)の要部拡大図である。 前記等速自在継手の内輪の凹溝における断面図である。 前記等速自在継手に連結されるシャフトの断面図である。 凹部を断続的に加工した場合の凹部成形長さと圧入力との関係を示すグラフ図である。 凹部を連続的に加工した場合の凹部成形長さと圧入力との関係を示すグラフ図である。 凹凸嵌合構造の変形例を示す拡大断面図である。 本発明の第2実施形態を示す凹凸嵌合構造の断面図である。 前記図9の凹凸嵌合構造の要部拡大断面図である。 前記図9の分解状態の断面図である。 本発明の第3実施形態を示す凹凸嵌合構造の断面図である。 前記図12に示す凹凸嵌合構造の要部拡大断面図である。 前記図12に示す凹凸嵌合構造の組み立て状態の断面図である。 前記図12に示す凹凸嵌合構造の組み立て状態の断面図である。 前記図12に示す凹凸嵌合構造の組み立て状態の要部拡大断面図である。 内輪の変形例の断面図である。 前記図13に示す内輪の要部拡大断面図である。 本発明の凹凸嵌合構造を用いるトリポード型等速自在継手の内側継手部材を示し、(a)は正面図であり、(b)は断面図であり、(c)は(b)のZ−Z断面図である。 本発明の第4実施形態を示す凹凸嵌合構造の断面図である。 前記図20に示す凹凸嵌合構造の組み立て状態の断面図である。 前記図20に示す凹凸嵌合構造を構成する内輪の断面図である。 前記図20に示す凹凸嵌合構造の要部断面図である。 凹溝の変形例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
4c ポケット
5 シャフト
22 軸孔
35 凸部
36 凹部
37 内径面
38 嵌合接触部位
39 凹溝
45 はみ出し部
50 ポケット部
52 鍔部
55 凹凸部
70 凹溝

Claims (17)

  1. 外側継手部材と、外側継手部材に内挿される内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在してトルク伝達を行なうトルク伝達部材とを備えた等速自在継手において、
    シャフトの外径面に軸方向に延びる凸部を設けるとともに、内側継手部材の軸孔の内径面に円周方向に沿った凹溝を設け、シャフトを内側継手部材の軸孔に圧入して、シャフトの凸部にて内側継手部材の軸孔の内径面にこの凸部に密着嵌合する凹部を軸方向に断続的に形成し、シャフトの凸部と内側継手部材の凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成したことを特徴とする等速自在継手。
  2. 外側継手部材と、外側継手部材に内挿される内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在してトルク伝達を行なうトルク伝達部材とを備えた等速自在継手において、
    内側継手部材の軸孔の内径面に軸方向に延びる凸部を設けるとともに、シャフトの外径面に円周方向に沿った凹溝を設け、シャフトを内側継手部材の軸孔に圧入して、内側継手部材の凸部にてシャフトの外径面にこの凸部に密着嵌合する凹部を軸方向に断続的に形成し、内側継手部材の凸部とシャフトの凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成したことを特徴とする等速自在継手。
  3. 内径面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した外側継手部材としての外輪と、外径面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した内側部材としての内輪と、前記外輪の案内溝と前記内輪の案内溝とが協働して形成されるボールトラックに配されたトルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを保持するポケットを有する保持器とを備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の等速自在継手。
  4. 軸線に対して周方向の一方にねじれた案内溝と周方向に他方にねじれた案内溝とを内周面に交互に設けた外側継手部材としての外輪と、外輪の各案内溝と対をなしてボールトラックを形成し、対をなす外輪の案内溝を外周面に交互に設けた内側部材としての内輪と、トルク伝達ボールを保持する保持器とを備えたクロスグルーブ型等速自在継手であることを特徴とする請求項1又は請求項2の等速自在継手。
  5. 円周方向に向き合ったローラ案内面を有する3つのトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に突出した3本の脚軸を備えた内側継手部材としてのトリポード部材と、前記脚軸に回転自在に外嵌するとともに前記トラック溝に挿入されたトルク伝達部材としてのローラとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能としたことを特徴とする請求項1又は請求項2の等速自在継手。
  6. シャフトに凸部を設けるとともに、少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度を内側継手部材の軸孔内径部よりも高くしたことを特徴とする請求項1又は請求項3〜5に記載の等速自在継手。
  7. 内側継手部材の軸孔の内径面に凸部を設けるとともに、少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度をシャフトの外径部よりも高くしたことを特徴とする請求項2〜5に記載の等速自在継手。
  8. 前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部をシャフトに設けたことを特徴とする請求項1又は請求項3〜6に記載の等速自在継手。
  9. 前記圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部を収納するポケット部を内側継手部材の軸孔の内径面に設けたことを特徴とする請求項2〜5又は請求項7に記載の等速自在継手。
  10. 前記はみ出し部を収納するポケット部を、シャフトの凸部の圧入始端側に設けるととも
    に、このポケット部の反凸部側に内側継手部材の軸孔との調芯用の鍔部を設けたことを特徴とする請求項8に記載の等速自在継手。
  11. 凸部の突出方向のいずれかの部位が、凹部形成前の凹部形成面の位置に対応することを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載の等速自在継手。
  12. シャフトの複数の凸部の頂点を結ぶ円弧の最大直径寸法を内側継手部材の軸孔の内径寸法よりも大きくするとともに、隣り合う凸部間のシャフト外径面の最大外径寸法を内側継手部材の軸孔の内径寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項11に記載の等速自在継手。
  13. 軸孔の複数の凸部の頂点を結ぶ円弧の最小直径寸法をシャフトの内側継手部材嵌挿部の外径寸法よりも小さくするとともに、隣り合う凸部間の軸孔内径面の最大内径寸法をシャフトの内側継手部材嵌挿部の外径寸法よりも大きくしたことを特徴とする請求項11に記載の等速自在継手。
  14. 凸部の突出方向中間部位の周方向厚さを、周方向に隣り合う凸部間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれかに記載の等速自在継手。
  15. 凸部の突出方向中間部位の周方向厚さの総和を、周方向に隣り合う凸部間に嵌合する相手側の凸部における前記中間部位に対応する位置での周方向厚さの総和よりも小さくしたことを特徴とする請求項1〜請求項14のいずれかに記載の等速自在継手。
  16. 前記凸部側の軸方向の少なくとも一部に軸方向に沿う凹凸部を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項15のいずれかに記載の等速自在継手。
  17. 前記凸部側の軸方向に沿う凹凸部を鋸歯状に形成した請求項16に記載の等速自在継手。
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KR101280791B1 (ko) * 2010-05-03 2013-07-05 현대위아 주식회사 트라이포드 등속조인트의 스파이더 조립체
JP2014152871A (ja) * 2013-02-08 2014-08-25 Toyota Motor Corp スプライン嵌合構造

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