JP2009299801A - しゅう動式等速自在継手の分解方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトをトリポードから引き抜いて分解する際、外輪の開口端部に設けた抜け止め機構の変形や破損を防止する。
【解決手段】外側継手部材10の開口端部に内側継手部材20,30の抜け止め機構17を設けたトリポード型等速自在継手を分解するため、シャフト40をトリポード20から引き抜くにあたり、シャフト40に引き抜き治具50を嵌め込み、ローラ30と抜け止め機構17が干渉するより先に、内側継手部材20,30と引き抜き治具50を干渉させて引き抜く。
【選択図】図１

Description

この発明はしゅう動式等速自在継手の分解方法に関する。

自動車や各種産業機械の動力伝達装置に使用される等速自在継手には、角度変位のみ可能な固定式と、角度変位のみならず軸方向変位も可能なしゅう動式に大別される。しゅう動式等速自在継手にはダブルオフセット型、トリポード型などがある。ダブルオフセット型等速自在継手は、図１１に示すように、外側継手部材としての外輪１１０と、内側継手部材としての内輪１２０と、トルク伝達要素としての複数のボール１３０と、ボール１３０を保持するためのケージ１３２とを具備している。

外輪１１０はマウス部１１２とステム部１１８とからなり、ステム部１１８に形成したスプライン（図示省略）軸部で駆動軸または従動軸とトルク伝達可能に結合するようになっている。マウス部１１２はカップ状で、その円筒形の内周面１１２に、円周方向に等間隔に、軸方向に延びるボール溝１１６が形成してある。

内輪１２０は軸心部に形成したスプライン孔１２２で従動軸または駆動軸とトルク伝達可能に結合するようになっている。内輪１２０は球状の外周面１２４を有し、その外周面１２４に、円周方向に等間隔に、軸方向に延びるボール溝１２６が形成してある。

外輪１１０のボール溝１１６と内輪１２０のボール溝１２６は対をなし、各対のボール溝１１６、１２６間に１個ずつ、ボール１３０が組み込んである。

ケージ１３２は円周方向に所定の間隔で形成したポケット１３４を有し、各ポケット１３４にボール１３０を収容させてある。これにより、すべてのボール１３０は同一平面内に保持される。ケージ１３２は外輪１１０と内輪１２０との間に介在し、外輪１１０の円筒形内周面１１２および内輪１２０の球状外周面１２４と接している。

外輪１１０の内部に収容される部品すなわち、内輪１２０とボール１３０とケージ１３２を包括的にダブルオフセット型等速自在継手の内部品と呼ぶならば、内部品（１２０、１３０、１３２）が外輪１０から抜け出るのを防止するための抜け止め機構を設ける。図１１はクリップ１６２を用いた抜け止め機構の例である。すなわち、外輪１１０の内周面の開口端面寄りに円周方向の溝１６４を形成して、クリップ１６２を装着することにより抜け止め機構を構成する。

次に、トリポード型等速自在継手は、図７に示すように、外側継手部材としての外輪１０と、内側継手部材としてのトリポード２０と、トルク伝達要素としてのローラ３０とを主要な構成要素としている。

外輪１０はマウス部１２とステム部１８とからなり、ステム部１８に形成したスプライン（またはセレーション。以下同じ。）軸部で駆動軸または従動軸とトルク伝達可能に結合するようになっている。マウス部１２はカップ状で、内周面の円周方向三等分位置に、軸方向に延びるトラック溝１４を有している。トラック溝１４の両側壁にローラ案内面１６が形成してある。

トリポード２０はボス２２とトラニオン２６とからなり、ボス２２に形成したスプライン穴２４で従動軸または駆動軸とトルク伝達可能に結合するようになっている。トラニオン２６はボス２２の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。

各トラニオン２６に針状ころ３２を介して回転自在にローラ３０が支持させてある。トラニオン２６の円筒形外周面が針状ころのための内側軌道となり、ローラ３０の円筒形内周面が針状ころのための外側軌道となる。ローラ３０は外輪１０のトラック溝１４に収容され、トラック溝１４に沿って転動して外輪１０の軸方向に移動可能である。継手が作動角をとって回転するとき、ローラ３０はトラック溝１４に沿って転動して外輪１０の軸方向に往復動する。

ローラ案内面１６は、外輪１０の軸線と平行な円筒面の一部、すなわち部分円筒面である。ローラ３０の外周面は球状で、トラック溝１４内でトラニオン２６の軸を中心に３６０度回転自在である。

図７（Ｃ）に示すように、針状ころ３２の両端側にアウタワッシャ３４とインナワッシャ３８が配置してある。アウタワッシャ３４は、トラニオン２６の半径方向に延びた円盤部３４ａと、トラニオン２６の軸線方向に延びた円筒部３４ｂとからなる。環状溝２８に装着した状態のサークリップ３６の外径はアウタワッシャ３４の円盤部３４ａの内径より大きいため、トラニオン２６の軸端側へのアウタワッシャ３４の移動が規制される（抜け止め）。アウタワッシャ３４の円筒部３４ｂの外径は針状ころ３２列の外接円と同じかわずかに小さいため、針状ころ３２の抜け止めが行われる。また、アウタワッシャ３４の円筒部３４ｂの外径はローラ３０の内径より小さく、端部３４ｃがローラ３０の内径よりも大きく拡大している。したがって、ローラ３０はトラニオン２６の軸線方向に一定程度移動することができる（特許文献１参照）。
特許第３６１５９８７号公報

アウタワッシャ３４とサークリップ３６による位置規制ではこれら部品コストに加えてサークリップ３６用の溝２８をトラニオン２６に形成する加工コストがかかるためコストが嵩むことから、図８に示すようにそれらを廃止したタイプがある。このタイプの場合、まず、針状ころ３２をトラニオン２６の外周に配列したうえで、ローラ３０をトラニオン２６に、つまり針状ころ３２列の外側に、はめる。アウタワッシャ（図７参照）等のローラや針状ころのための係止手段がないため、ローラ３０と針状ころ３２を何らかの手段で保持した状態で外輪１０を被せる。一例を挙げるならば、組立ラインにおいて、トリポードにローラと針状ころを組み付けた状態で外輪挿入工程に搬送する際、治具を用いてローラをトラニオン根元方向に一時的に押さえた状態で、外輪に挿入する。その後、図９および図１０に示すように、外輪１０の開口端部のトラック案内面１６にあらかじめ設けた未熱処理部分を塑性変形させる（かしめる）ことにより、トラック溝１２の断面積を部分的に減少させ、トリポード型等速自在継手の内部品（ローラ３０・針状ころ３２・トリポード２０）の抜け止めをする。そのうえで、シャフト４０のスプライン軸部４２をトリポード２０のスプライン穴２４にはめ合わせる。なお、スプライン軸部４２の先端部に設けた止め輪溝に止め輪４４を装着して抜け止めがしてある。

ところで、等速自在継手は外輪１０の開口部にブーツ（図示省略）を装着して使用するのが一般的である。自動車のドライブシャフトでは、走行中に跳ね飛ばされた石の衝突や障害物との接触など何らかの原因により、ブーツが損傷することがある。これは、ドライブシャフトの外的要因による損傷の一例であるが、このような場合を含めて、ブーツの交換等の補修作業が必要になることがある。

外輪１０の開口端部にかしめ部１７を設けたタイプの場合、補修方法は、シャフト４０を軸方向に静的または衝撃的に引っ張ることによってトリポード２０からシャフト４０を引き抜く。この場合、ローラ３０が外輪１０のかしめ部１７と干渉するためローラ３０とトリポード２０は外輪１０内部にとどまり、シャフト４０だけが引き抜かれることとなる。図１０を参照して説明するならば、外輪１０を固定して、シャフト４０を外輪１０の開口側に引き抜くと、かしめ部１７にローラ３０が干渉してそれ以上進まないため、シャフト４０だけが引き抜かれる。

しかし、この方法では、ローラ３０とかしめ部１７が衝突するため、かしめ部１７に変形や破損が生じるおそれがある。とくに、かしめ部１７はかしめ加工を可能にするために熱処理で硬化させてないため、このような変形や破損が懸念される。かしめ部１７の変形や破損は、補修後の再利用時に抜け止め保持力の低下を招くため好ましくない。

上にトリポード型等速自在継手に関連して述べた問題点はダブルオフセット型その他のしゅう動式等速自在継手にもあてはまる。

この発明の主要な目的は、シャフトを内側継手部材から引き抜いてしゅう動式等速自在継手を分解する際、外側継手部材の開口端部に設けた抜け止め機構の変形や破損を防止することである。

この発明は、補修のシャフト引き抜き作業の際、割型の治具をシャフトに嵌め、割型治具は固定したうえで、シャフトを引き抜き、外輪の開口端部に設けた抜け止め機構にローラが干渉する前にローラまたはトリポードを割型治具に干渉させることによって課題を解決した。これにより、抜け止め機構の変形や損傷を招くことなく補修作業を実施することが可能となる。

すなわち、この発明は、外側継手部材と、前記外側継手部材の内部に挿入されシャフトとスプライン結合した内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達要素とを具備し、前記外側継手部材と前記内側継手部材が角度変位のみならずプランジングも可能で、前記外側継手部材の開口端部に前記内側継手部材の抜け止め機構を設けたしゅう動式等速自在継手の分解方法であって、前記シャフトを前記内側継手部材から引き抜くにあたり、前記シャフトに引き抜き治具を嵌め込み、前記トルク伝達要素と前記抜け止め機構が干渉するより先に、前記内側継手部材と前記引き抜き治具を干渉させて引き抜き分解を成立させることを特徴とするものである。

トリポード型等速自在継手の場合、内周に軸線方向に延びる３本のトラック溝を設けると共に各トラック溝の両側壁にローラ案内面を設けた外輪と、前記外側継手部材の内部に挿入され、シャフトとスプライン結合したボスと前記ボスから半径方向に突出した３本のトラニオンとを有するトリポードと、前記トラニオンに回転自在に支持され前記トラック溝に収容されたローラとからなる内部品とを備え、前記外輪の開口端部に前記内部品の抜け止め機構を設けたトリポード型等速自在継手の分解方法であって、前記シャフトを前記トリポードから引き抜くにあたり、前記シャフトに引き抜き治具を嵌め込み、前記ローラと前記抜け止め機構が干渉するより先に、前記内部品と前記引き抜き治具を干渉させて引き抜き分解を成立させるようにしたものである。

前記トラニオンの外周に、針状ころを収容して針状ころが転動する軌道面となる溝を周方向に形成してもよい。この場合、前記溝の底面は針状ころのための軌道面となり、両側壁は針状ころの軸方向の位置規制をする。

前記抜け止め機構は、前記外輪の開口端部をかしめて前記トラック溝の断面積を減少させることによって形成することができる。

あるいは、前記抜け止め機構は、前記外輪の開口端部に設けた溝にクリップを装着することによっても形成することができる。

前記引き抜き治具は２つ以上の分割片からなる割型治具であるのが取扱い上有利である。

前記内部品はトリポードとローラを含む。したがって、分解過程において前記引き抜き治具が前記ローラと干渉するようにしてもよく、あるいは、分解過程において前記引き抜き治具が前記トリポードと干渉するようにしてもよい。

前記引き抜き治具が前記内部品と干渉する部位に緩衝材を設けてもよい。

この発明によれば、しゅう動式等速自在継手において、外輪から内部品が脱落するのを防止するための抜け止め機構を設けたタイプの補修・分解に際し、割型治具を嵌め込んだうえでシャフトを引き抜き、その際、抜け止め機構にローラが干渉するよりも先に、割型治具に内部品（ローラまたはトリポード）を干渉させてシャフト引き抜きを成立させるようにしたことにより、外輪の抜け止め機構部分の損傷や変形を心配することなく補修作業を実施することができる。
この発明はトリポード型のほかダブルオフセット型その他のしゅう動式等速自在継手にも同様の効果をもって適用することができる。

以下、トリポード型等速自在継手に適用した場合を例にとって、この発明の実施の形態を説明する。まず、対象とするトリポード型等速自在継手の基本的構成は、図７、図９、図１０を参照して上で述べたとおりである。すなわち、トリポード型等速自在継手は、外側継手部材としての外輪１０と、内側継手部材としてのトリポード２０と、トルク伝達要素としてのローラ３０とを主要な構成要素としている。

外輪１０はマウス部１２とステム部１８とからなり、ステム部１８のスプライン（またはセレーション。以下、同じ。）軸部で、駆動軸または従動軸とトルク伝達可能に接続するようになっている。マウス部１２はカップ状で、内周面の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝１４が形成してある。トラック溝１４の側壁を形成している面がローラ案内面１６となる。

トリポード２０はボス２２とトラニオン２６とからなり、ボス２２の軸心部分に形成したスプライン穴２４で、従動軸または駆動軸とトルク伝達可能に接続するようになっている。ここではシャフト４０のスプライン軸部４２と嵌め合わせ、止め輪４４で抜け止めをした例が示してある。トラニオン２６はボス２２の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。トラニオン２６は円筒形状で、端部付近に環状溝２８が形成してある。

各トラニオン２６にローラ３０が回転自在に取り付けてある。トラニオン２６とローラ３２との間に針状ころ３２が総ころ状態で組み込んであり、トラニオン２６の円筒形外周面が針状ころ３２のための内側軌道面となり、ローラ３２の円筒形内周面が針状ころ３２のための外側軌道面となる。

トラニオン２６の外周面には全周にわたる溝２７が形成してあり、この溝２７に針状ころ３２を収容させてある。溝２７の底面は針状ころ３２の転動面となり、溝２７の側壁は針状ころの軸方向移動を規制する作用をする。

次に、図１に示す実施例について述べる。この実施例では図２に示すような割型治具５０を使用する。図示した引き抜き治具５０は２分割型で、シャフト４０を通すための穴５２を有し、この穴５２の中心を通る分割線に沿って２分割した分割片からなり、互いにボルト５４で締結するようになっている。シャフト４０を通すことができる穴または切り欠き等を有していれば、３以上の分割片からなる割型でもよい。

トリポード型等速自在継手の分解にあたっては、引き抜き治具５０を開いて穴５２の部分をシャフト４０に嵌めた後、ボルト５４で固定する。そして、図１（Ａ）に示すように、引き抜き治具５０を固定したうえで、シャフト４０に図１（Ａ）の下向きの荷重を負荷する。すると、静止した引き抜き治具５０に対してローラ３０が干渉し、その後はシャフト４０だけが移動することとなる。そして、止め輪４４が弾性的に縮径して、または変形もしくは破壊して、トリポード２０からのシャフト４０の引き抜きを許容するに至る。この場合、図１（Ｂ）に示すように、ローラ３０がかしめ部１７に干渉するよりも先に引き抜き治具５０とローラ３０が干渉するため、かしめ部１７には負荷がかからない。

止め輪４４は、通常、内側継手部材からシャフトが抜けるのを防止する役割を果たし、しゅう動式等速自在継手の分解時には、縮径または変形もしくは破壊してシャフトと内側継手部材との分離を許容する。

引き抜き治具５０の固定方法として、図１（Ｃ）は、安定した台その他の静止部材１６８に固定したバイス１６６で引き抜き治具５０を把持した例である。図示するように一対のバイス１６６を使用すると安定性が増すが、片方だけで把持することも可能である。

述べたように引き抜き治具５０とローラ３０を干渉させるのに代えて、図３に示すように、引き抜き治具５０とトリポード２０を干渉させるようにしてもよい。この場合、引き抜き治具５０の表面に、ローラ３０の進入を許容する凹部５６と、トリポード２０のボス２２と当接する凸部５８を設け、凹部５６の深さと凸部５８の突出量を、引き抜き治具５０がローラ３０よりも先にトリポード２０と干渉するように設定する。図３は凹部５６と凸部５８が穴５２の周囲に全周にわたって連続している場合を例示している。

図４に示す実施例は、引き抜き治具５０とローラ３０が互いに干渉する部位に、ゴムその他の弾性材料からなる緩衝材６０を配置したものである。図示例の場合、引き抜き治具５０に凹部を形成し、その中に緩衝材６０を収納してある。緩衝材６０は穴５２の周囲に全周にわたって配置してある。緩衝材６０の作用で内部品（トリポード２０、ローラ３０）に対する衝撃が緩和され、より安全に引き抜くことが可能となる。

上述の実施例では、外輪１０の開口端部でトラック案内面１６をかしめてトラック溝の断面積を部分的に減少させることにより、かしめ部１７をローラ３０に干渉させて抜け止めをしているが、図５および図６に示すように、開口端部に周方向の溝６４を設けて抜け止めクリップ６２を装着するタイプであっても、上述の実施例と同様の引き抜き作業からなる分解方法を適用することができる。

トリポード型等速自在継手の場合を例に説明したが、上に述べた実施例の分解方法はダブルオフセット型等速自在継手にも適用することができ、同様の効果が得られる。なお、図１１に示したダブルオフセット型等速自在継手の場合にも、クリップ１６２を使用する抜け止め機構に代えて、外輪１１０の内周面１１４を局部的にかしめて抜け止め機構を形成することも可能である。

第１実施例を示し、（Ａ）は分解過程のトリポード型等速自在継手の縦断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のｂ−ｂ断面図、（Ｃ）は引き抜き治具の固定方法を例示する図１（Ａ）と類似の縦断面図である。 引き抜き治具の平面図である。 第２実施例を示す分解過程の縦断面図である。 第３実施例を示す分解過程の縦断面図である。 第４実施例を示し、（Ａ）はトリポード型等速自在継手の一部を断面にした端面図、（Ｂ）は部分縦断面図である。 クリップの正面図である。 （Ａ）は従来のトリポード型等速自在継手の一部を断面にした端面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は図７（Ａ）の部分拡大図である。 別のトリポード型等速自在継手の横断面図である。 図８のトリポード型等速自在継手の一部を断面にした端面図である。 （Ａ）は図９のトリポード型等速自在継手の分解過程の縦断面図、（Ｂ）は図１０（Ａ）のｂ−ｂ断面図である。 ダブルオフセット型等速自在継手の縦断面図である。

符号の説明

１０ 外輪（外側継手部材）
１２ マウス部
１４ トラック溝
１６ ローラ案内面
１７ かしめ部
１８ ステム部
２０ トリポード（内側継手部材）
２２ ボス
２４ スプライン穴
２６ トラニオン
２７ 溝
３０ ローラ（トルク伝達要素）
３２ 針状ころ
３４ アウタワッシャ
３６ サークリップ
３８ インナワッシャ
４０ シャフト
４２ スプライン軸
４４ 止め輪
５０ 引き抜き治具
５２ 穴
５４ ボルト
５６ 凹部
５８ 凸部
６０ 緩衝材
６２ クリップ
６４ 溝

Claims (9)

1. 外側継手部材と、前記外側継手部材の内部に挿入されシャフトとスプライン結合した内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達要素とを具備し、前記外側継手部材と前記内側継手部材が角度変位のみならずプランジングも可能で、前記外側継手部材の開口端部に前記内側継手部材の抜け止め機構を設けたしゅう動式等速自在継手の分解方法であって、
   前記シャフトを前記内側継手部材から引き抜くにあたり、前記シャフトに引き抜き治具を嵌め込み、前記トルク伝達要素と前記抜け止め機構が干渉するより先に、前記内側継手部材と前記引き抜き治具を干渉させて引き抜き分解を成立させる、しゅう動式等速自在継手の分解方法。
2. 内周に軸線方向に延びる３本のトラック溝を設けると共に各トラック溝の両側壁にローラ案内面を設けた外輪と、
   前記外輪の内部に挿入され、シャフトとスプライン結合したボスと前記ボスから半径方向に突出した３本のトラニオンとを有するトリポードと、前記トラニオンに回転自在に支持され前記トラック溝に収容されたローラとからなる内部品と
   を備え、前記外輪の開口端部に前記内部品の抜け止め機構を設けたトリポード型等速自在継手の分解方法であって、
   前記シャフトを前記トリポードから引き抜くにあたり、前記シャフトに引き抜き治具を嵌め込み、前記ローラと前記抜け止め機構が干渉するより先に、前記内部品と前記引き抜き治具を干渉させて引き抜き分解を成立させる、トリポード型等速自在継手の分解方法。
3. 前記トラニオンの外周に、針状ころを収容して針状ころの転動面となる溝を周方向に形成した請求項２のトリポード型等速自在継手の分解方法。
4. 前記外輪の開口端部をかしめて前記トラック溝の断面積を減少させることによって前記抜け止め機構を形成した請求項２または３のトリポード型等速自在継手の分解方法。
5. 前記外輪の開口端部に設けた溝にクリップを装着することによって前記抜け止め機構を形成した請求項２または３のトリポード型等速自在継手の分解方法。
6. 前記引き抜き治具が２つ以上の分割片からなる割型治具である請求項２から５のいずれか１項のトリポード型等速自在継手の分解方法。
7. 分解過程において前記引き抜き治具が前記ローラと干渉する請求項２から６のいずれか１項のトリポード型等速自在継手の分解方法。
8. 分解過程において前記引き抜き治具が前記トリポードと干渉する請求項２から６のいずれか１項のトリポード型等速自在継手の分解方法。
9. 前記引き抜き治具が前記内部品と干渉する部位に緩衝材を設けた請求項１から８のいずれか１項のトリポード型等速自在継手の分解方法。

Images