JP2018135960A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】内側継手部材に嵌入されるシャフトに対して、材料費の低減および旋削加工の取り代の削減を可能とする等速自在継手を提供する。【解決手段】内側継手部材２６へ嵌入されるシャフト３１の端部に、内側継手部材２６の軸孔に形成される雌スプライン３０に嵌合する雄スプライン３２を形成する。雄スプライン３２と雌スプライン３０とで構成される嵌合構造の嵌合状態で内側継手部材２６に当接してシャフト３１の継手内部側への侵入を規制する肩当部３５を、シャフト３１の雄スプライン３２の嵌入終端部側に設ける。肩当部３５を、嵌合構造の雄スプライン３２と同一の諸元であって位相をずらせた形状の転造加工部位である雄スプライン３２にて構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手に関し、特に、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４ＷＤ車や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する。

図１５に固定式等速自在継手を示し、この等速自在継手は、内径面１に複数のトラック溝２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材３と、外径面４に外側継手部材３のトラック溝２と対をなす複数のトラック溝５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内側継手部材６と、外側継手部材３のトラック溝２と内側継手部材６のトラック溝５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール７と、外側継手部材３の内径面１と内側継手部材６の外径面４との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。

また、内側継手部材６の軸孔内径面に雌スプライン１１が形成され、この内側継手部材６の軸孔に嵌入されるシャフト１０の端部には雄スプライン１２が形成されている。このため、シャフト１０の端部を内側継手部材６の軸孔に嵌入することによって、内側継手部材６の雌スプライン１１とシャフト１０の雄スプライン１２とがトルク伝達可能に噛合する。シャフト１０の端部には、止め輪１３が装着され、これによって、シャフト１０の抜けを規制している。なお、外側継手部材３は、内径面１に複数のトラック溝２が形成されたマウス部１５と、このマウス部１５の底壁１６から突設されるステム部（軸部）１７とからなる。

このように、内側継手部材６の軸孔に嵌入される軸部材（シャフト１０）は、軸端部に雄スプライン１２が形成され、図１６（ｄ）に示すように、シャフト１０の雄スプライン１２の嵌入終端部側には肩当部２０が形成されている。この肩当部２０は、図１５に示すように、雄スプライン１２と雌スプライン１１との嵌合状態で内側継手部材６の継手開口側の縁部に当接してシャフト１０の継手内部側への侵入を規制する。

肩当部２０は、図１６（ｄ）に示すように、シャフト１０の外周側に膨出する本体部２０ａと、この本体部２０ａの雄スプライン側に設けられるテーパ部２０ｂと、本体部２０ａの反雄スプライン側に設けられるテーパ部２０ｃにて構成される。なお、雄スプライン側のテーパ部２０ｂは、反雄スプライン側のテーパ部２０ｃよりもテーパ角度を大きくして、軸方向長さを短くしている。また、雄スプライン１２の反肩当部側の端部には、周方向凹溝１８が形成され、この周方向凹溝１８に止め輪１３（図１５参照）が装着される。

このような肩当部では、そのテーパ部２０ｂが、図１５に示すように、内側継手部材の６の軸孔の継手開口側の開口縁部に当接して、シャフト１０の継手内部側への侵入を規制することになる。

図１６（ｄ）に示すようなシャフト１０は、以下のように製造される。すなわち、図１６（ａ）に示すような素材である棒鋼１９を、旋削加工を行って、図１６（ｂ）の実線に示すようなシャフト１０Ａを加工する。このシャフト１０Ａには、雄スプライン形成部１２Ａと、肩当部形成部２０Ａとが形成されている。その後、図１６（ｃ）に示すように、雄スプライン形成部１２Ａに転造加工にて雄スプライン１２を加工する。

この雄スプライン１２は転造加工であるので、雄スプライン形成部１２Ａの外径寸法を、形成される雄スプライン１２の小径よりも大きく、雄スプライン１２の大径よりも小さく設定できる。すなわち、図１６（ｂ）に示すように、雄スプライン１２の小径をｄ３とし、雄スプライン１２の大径をｄ４とし、雄スプライン形成部１２Ａの外径寸法をｄ６とした場合に、ｄ３＜ｄ６＜ｄ４となっている。すなわち、雄スプライン１２は転造加工であるので、雄スプライン１２の大径は、雄スプライン形成部１２Ａの外径寸法よりも大径となる。

次に、図１６（ｄ）に示すように、周方向凹溝１８を構成することによって、雄スプライン１２および肩当部２０を有するシャフト１０が完成される。

特開２００７−２０５４５７号公報

図１６に示す製造方法では、棒鋼１９の素材径として、旋削代を考慮して肩当部２０の径よりも大きい径とする必要があった。すなわち、棒鋼１９の素材径をＤ１（図１６（ａ）参照）とし、肩当部２０の径をｄ１（図１６（ｂ）参照）とした場合、Ｄ１＞ｄ１となっている。

このため、無駄な材料が生じて、高コストとなるとともに、旋削加工の取り代が多く、生産性に劣ることになっていた。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、内側継手部材に嵌入されるシャフトに対して、材料費の低減および旋削加工の取り代の削減を可能とする等速自在継手を提供するものである。

本発明の等速自在継手は、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、内側継手部材と、この内側継手部材に嵌入されるシャフトとは嵌合構造にて一体化されている等速自在継手であって、内側継手部材へ嵌入されるシャフトの端部に、内側継手部材の軸孔に形成される雌スプラインに嵌合する雄スプラインを形成し、雄スプラインと雌スプラインとで構成される嵌合構造の嵌合状態で内側継手部材に当接してシャフトの継手内部側への侵入を規制する肩当部を、シャフトの雄スプラインの嵌入終端部側に設け、この肩当部を、前記嵌合構造の雄スプラインと同一の諸元であって位相をずらせた形状の雄スプラインにて構成したものである。ここで諸元とは、スプラインを製作するときに必要な寸法や、それに類する特性値のことであり、具体的には、モジュール、圧力角、ねじれ角(ヘリカルアングル)、歯数、転位係数、基準ピッチ円直径、基礎円直径、歯先円直径、歯底円直径、バックラッシュ、オーバーピン寸法、スプライン精度などである。

本発明の等速自在継手によれば、肩当部の雄スプラインが転造加工部位であるので、肩当部の外径寸法は、このシャフトを加工するための素材径を肩当部の外径寸法よりも小さく設定できる。しかも、この肩当部の外径寸法（肩当部の凹凸形状の凸歯の頂部面にて構成される円形の外径寸法）を従来の外周面が円筒面とされた肩当部の外径寸法と同等とすることができる。また、肩当部の雄スプラインを嵌合構造の雄スプラインと、諸元を同一に設定しているので、転造下径や大径や小径が同じものが得られる。このため、位相をずらせることによって、肩当部に肩当て面（内側継手部材の雌スプラインに当接する面）を確保でき、肩当部としての機能（ストッパとしての機能）を有効に発揮できる。

また、嵌合構造の雄スプラインと肩当部の雄スプラインは、軸方向から見て、肩当部の雄スプラインの凸歯が嵌合構造の雄スプラインの凹歯に対応する位相差を有するのが好ましい。このように設定することによって、肩当面を安定して確保できる。

等速自在継手として、内径面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径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が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トルクを伝達する複数のトルク伝達部材としてのボールと、外側継手部材の内径面と内側継手部材の外径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ものにて構成できる。このような等速自在継手としては、アンダーカットフリーの固定式等速自在継手であったり、バーフィールドタイプの固定式等速自在継手であったり、ダブルオフセットタイプの摺動式等速自在継手であったりする。

また、外周面に軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝を円周方向に交互に形成した内側継手部材と、内周面に軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝を円周方向に交互に形成した外側継手部材と、対となる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差部に組み込んだ複数個のトルク伝達部材としてのボールと、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介在してボールを保持するケージとを備えたもの、すなわち、クロスグルーブタイプの摺動式速自在継手であったりする。

また、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、すなわち、トリポードタイプの摺動式速自在継手であったりする。

本発明では、肩当部の外径寸法は、このシャフトを加工するための素材径を肩当部の外径寸法よりも小さく設定できるので、外周面が円筒面とされた肩当部を有するものを製造するものに比べて、素材径を小さくすることができ、材料費の低減を達成できる。しかも、旋削加工の取り代の削減を実現可能となって、生産性の向上を達成できる。さらに、凹凸形状としない従来の肩当部を有するものと比較しても、肩当部の機能（ストッパとしての機構）を十分発揮できる。

本発明のアンダーカットフリータイプの固定式等速自在継手の断面図である。 図１に示すα１部拡大図である。 シャフトの要部拡大図である。 嵌合構造を示し、（ａ）は雄スプラインであって、図３のＺ−Ｚ線断面図であり、（ｂ）は雌スプラインの断面図である。 図３のＸ−Ｘ線断面図である。 図３に示すシャフトの肩当部の雄スプラインと図１に示す等速自在継手の内側継手部材の雌スプラインとの関係を示す正面図である。 図５のα２部拡大図である。 図１に示すシャフトの加工方法を示す説明図である。 図１に示すシャフトと従来のシャフトとの比較を示す説明図である。 本発明のバーフィールドタイプの固定式等速自在継手の断面図である。 本発明のクロスグルーブタイプの摺動式等速自在継手の断面図である。 ボール溝の展開図である。 本発明のトリポードタイプの摺動式等速自在継手の断面図である。 図１２に示すトリポードタイプの摺動式等速自在継手の横断面図である。 従来のバーフィールドタイプの固定式等速自在継手の断面図である。 従来のシャフトの加工方法を示す説明図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図１４に基づいて説明する。図１は、本発明に係る固定式等速自在継手を示す。この固定式等速自在継手はアンダーカットフリータイプであって、内径面２１に複数のトラック溝２２が形成された外側継手部材２３と、外径面２４に外側継手部材２３のトラック溝２２と対をなす複数のトラック溝２５が形成された内側継手部材２６と、外側継手部材２３のトラック溝２２と内側継手部材２６のトラック溝２５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール２７と、外側継手部材２３の内径面２１と内側継手部材２６の外径面２４との間に介在してボール２７を保持するケージ２８とを備えている。ケージ２８には、ボール２７が収容されるポケット２９が周方向に沿って複数配設されている。

外側継手部材２３のトラック溝２２は、奥側が円弧部２２ａとされ、開口側が直線部２２ｂとされる。内側継手部材２６のトラック溝２５は、奥側が直線部２５ａとされ、開口側が円弧部２５ｂとされる。なお、外側継手部材２３は、内径面２１にトラック溝２２が形成されたカップ部２３ａと、このカップ部２３ａの底壁から突設される軸部（図示省略）とからなる。

内側継手部材２６の孔部内径面には、雌スプライン３０が形成されている。すなわち、シャフト３１の端部が、この内側継手部材２６の孔部(軸孔)２６ａに嵌入され、このシャフト３１の端部に形成された雄スプライン３２がこの内側継手部材２６の雌スプライン３０に噛合する。この雌スプライン３０は、図４（ｂ）に示すように、周方向に沿って凹歯４２と凸歯４３とが交互に形成されたものである。なお、シャフト３１の端部には、周方向凹溝３３が形成され、この周方向凹溝３３に止め輪３４が装着されている。

内側継手部材２６のトラック溝２５の円弧部２５ｂの曲率中心Ｂおよび外側継手部材２３のトラック溝２２の円弧部２２ａの曲率中心Ａは、継手中心Ｏに対して等距離Ｆ、Ｆだけ軸方向に逆向きにオフセットされている。この場合、外側継手部材２３のトラック溝２２の曲率中心Ａを継手中心Ｏに対して継手開口側に、内側継手部材２６のトラック溝２５の曲率中心Ｂを継手中心Ｏに対して継手奥側に、それぞれ、軸方向に互いに反対側に等距離だけオフセットされている。

ところで、シャフト３１と内側継手部材２６とは、前記したように、スプライン嵌合による嵌合構造Ｍを介して連結（一体化）されている。また、雄スプライン３２よりも継手外方側に、シャフト３１の継手内部側への侵入を規制する肩当部３５を備えている。

肩当部３５は、シャフト３１の雄スプライン３２の嵌入終端部側に設けられ、シャフト３１の外周側に膨出する本体部３５ａと、この本体部３５ａの雄スプライン３２側に設けられるテーパ部３５ｂと、本体部３５ａの反スプライン３２側に設けられるテーパ部３５ｃにて構成され、この肩当部３５の形状として、図５に示すように、雄スプライン３２（図４（ａ）参照）と同一の諸元に雄スプライン３８からなる。

すなわち、肩当部３５の雄スプライン３８は、図５に示すように、凹歯（凹部）３６と凸歯（凸部）３７とが交互に形成されたものであり、また、嵌合構造Ｍの雄スプライン３２も、図４（ａ）に示すように、周方向に沿って凹歯４０と凸歯４１とが交互に形成されたものである。このため、シャフト３１は、図３に示すように、嵌合構造Ｍの雄スプライン３２と、肩当部３５を構成する雄スプライン３８と、雄スプライン３８の嵌合構造Ｍの雄スプライン３２側に設けられるテーパ部３５ｂと、肩当部３５のテーパ部３５ｃに連設される小径のシャフト本体３９とを有することになる。

ところで、前記諸元とは、スプラインを製作するときに必要な寸法や、それに類する特性値のことであり、具体的には、モジュール、圧力角、ねじれ角(ヘリカルアングル)、歯数、転位係数、基準ピッチ円直径、基礎円直径、歯先円直径、歯底円直径、バックラッシュ、オーバーピン寸法、スプライン精度などであり、雄スプライン３２と雄スプライン３８とがこれらが同一である。

雄スプライン３２と雄スプライン３８とは諸元が同一であるが、位相がずれている。すなわち、図６と図７に示すように、嵌合構造Ｍの雄スプライン３２と肩当部３５の雄スプライン３８は、軸方向から見て、肩当部３５の雄スプライン３８の凸歯３７が嵌合構造Ｍの雄スプライン３２の凹歯４０に対応する位相差を有する。なお、凹歯３６と凸歯３７とで構成される雄スプライン３８は、肩当部３５の端部近傍からテーパ部３５ｃの軸方向中間部位に達するものである。つまり、雄スプライン３８は肩当部３５の雄スプライン３２側のテーパ部３５ｂと本体部３５ａと反雄スプライン３２側のテーパ部３５ｃの軸方向中間部位まで形成される。

また、内側継手部材２６の軸孔２６ａの継手開口側の端縁部には、図２に示すように、継手内部（継手奥）側から継手開口側に向かって拡径するテーパ部４５が設けられている。このため、シャフト３１を内側継手部材２６の軸孔２６ａに、継手開口側から嵌入していけば、シャフト３１の雄スプライン３２が内側継手部材２６の雌スプライン３０に歯合（嵌合）するとともに、図２に示すように、内側継手部材２６のテーパ部４５に、シャフト３１の肩当部３５のテーパ部３５ｂが当接して、シャフト３１の継手奥側への侵入を規制する。

この場合、内側継手部材２６のテーパ部４５の全周に亘ってテーパ部３５ｂが当接するものではなく、肩当部３５の雄スプライン３８である周方向に沿って所定ピッチ（この場合、１０°ピッチ）で配設される凸歯３７の端面が当接することになる。しかしながら、図２に示すように、当接している凸歯３７の端面は、範囲Ｈで当接して、シャフト３１の継手奥側への侵入を規制する。

ところで、図１に示すように、内側継手部材２６の軸孔２６ａの継手奥側に切欠部４４が設けられ、この図２に示すように、内側継手部材２６のテーパ部４５に、シャフト３１の肩当部３５のテーパ部３５ｂが当接している状態では、シャフト３１の周方向凹溝３３に嵌合している止め輪３４が、切欠部４４に係合する。このため、内側継手部材２６のテーパ部４５にシャフト３１の肩当部３５のテーパ部３５ｂが当接しているので（図２参照）、シャフト３１は矢印Ｘ１方向へは移動できず、シャフト３１の周方向凹溝３３に嵌合している止め輪３４が、切欠部４４に係合しているので、シャフト３１は矢印Ｘ２方向へは移動できない。

次に、前記シャフト３１の製造方法を図８を用いて説明する。まず、図８（ａ）に示すように、例えば、炭素量が０．３ｗｔ％〜０．５ｗｔ％を含む中炭素鋼からなる棒状の素材である棒鋼５０を用意する。この場合、棒鋼５０の外径寸法を、形成すべきシャフト３１の肩当部３５の外径寸法程度とする。すなわち、棒鋼５０の外径寸法をＤ２（図８(ａ)参照）とし、肩当部３５の外径寸法をｄ１（図８(ｃ)参照）とした場合、Ｄ２≒ｄ１とする。

その後、素材である棒鋼５０を旋削して、図８（ｂ）の実線で示す形状の旋削加工品５１を形成する。この旋削加工品５１は、加工品本体５１ａと、この加工品本体５１ａにテーパ部５１ｃを介して連設される端部大径部５１ｂとからなる。加工品本体５１ａは、シャフト３１のシャフト本体３９を構成し、テーパ部５１ｃは、シャフト３１のテーパ部３５ｃの一部を構成する。この場合、加工品本体５１ａの端部大径部５１ｂの外径寸法は、シャフト３１の雄スプライン３２の小径（凹歯４０の底面で形成される円形の直径寸法）と大径（凸歯４１の頂部面で形成される円形の直径寸法）との間の寸法とされる。すなわち、図８（ｂ）に示すように、端部大径部５１ｂの外径寸法をｄ２とし、雄スプライン３２の小径をｄ３とし、雄スプライン３２の大径をｄ４とした場合（図８（ｃ）参照）、ｄ３＜ｄ２＜ｄ４となっている。

次に、端部大径部５１ｂに転造加工にて、図８（ｃ）に示すように、雄スプライン３２と肩当部３５の雄スプライン３８を同時に形成する。転造加工は、素材を盛り上げて成形することになる。このため、肩当部３５の最大外径寸法(凸歯３７の頂部面にて構成される円形の外径寸法)を、ｄ１（図８（ｃ）参照）とし、肩当部３５の凹歯３６の底面にて構成される円形の外径寸法を、ｄ５としたときに、ｄ１＝ｄ４となり、ｄ３＝ｄ５となる。

このように、雄スプライン３２および肩当部３５を形成した後は、図８（ｄ）に示すように、雄スプライン３２に周方向凹溝３３および肩当部３５ｂに旋削加工を施し、高周波焼き入れ又は高周波焼き入れ高周波焼き戻しを施す。要求仕様により塗装を施し、シャフト３１が完成する。

本発明では、肩当部３５の凹凸形状が転造加工部位であるので、このシャフト３１を加工するための素材径Ｄ２を肩当部３５の外径寸法ｄ１よりも小さく設定できる。このため、図９に示すように、周面が円筒面とされた肩当部２０を有するものを製造するものに比べて、素材径を小さくすることができ（Ｄ２＜Ｄ１）、材料費の低減を達成できる。しかも、旋削加工の取り代の削減を実現可能となって、生産性の向上を達成できる。また、この肩当部３５の外径寸法（肩当部の凹凸形状の凸歯３７の頂部面にて構成される円形の外径寸法）を従来の外周面が円筒面とされた肩当部３５の外径寸法と同等（ｄ１）とすることもできる。

なお、肩当部３５の雄スプライン３８の凹歯３６の底面にて構成される円形の外径寸法ｄ５を、雄スプライン３２の小径ｄ３よりも小さく設定したり、肩当部３５の雄スプライン３８の凸歯３７の頂部面にて構成される円形の外径寸法ｄ１を、雄スプライン３２の大径ｄ４よりも大きく設定したりできる。

図１では、等速自在継手にアンダーカットフリータイプの固定式等速自在継手を用いたが、等速自在継手として、図１０に示すようなバーフィールドタイプの固定式等速自在継手であってもよい。

図１０に示す固定式等速自在継手は、内径面６１に複数のトラック溝６２が形成された外側継手部材６３と、外径面６４に外側継手部材６３のトラック溝６２と対をなす複数のトラック溝６５が形成された内側継手部材６６と、外側継手部材６３のトラック溝６２と内側継手部材６６のトラック溝６５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール６７と、外側継手部材６３の内径面６１と内側継手部材６６の外径面６４との間に介在してボール６７を保持するケージ６８とを備えている。ケージ６８には、ボール６７が収容されるポケット６９が周方向に沿って複数配設されている。

アンダーカットフリータイプの固定式等速自在継手は、各トラック溝２２，２５の溝底が円弧部とストレート部とを備えたものであったが、このバーフィールドタイプの固定式等速自在継手では、各トラック溝６２，６５の溝底が円弧部のみからなる。なお、外側継手部材６３は、内径面６１に複数のトラック溝６２が形成されたマウス部６３ａと、このマウス部６３ａの底壁から突出されるステム部６３ｂとからなる。

この場合も、内側継手部材６６の軸孔内径面には、雌スプライン７０が形成されている。すなわち、シャフト３１の端部が、この内側継手部材６６の軸孔６６ａに嵌入され、このシャフト３１の端部に形成された雄スプライン３２が、この内側継手部材２６の雌スプライン７０に噛合する。

内側継手部材６６の軸孔６６ａの継手開口側の端縁部には、継手内部（継手奥）側から継手開口側に向かって拡径するテーパ部７２ａが設けられ、内側継手部材６６の軸孔６６ａの継手奥側に切欠部７２ｂが設けられている。このため、内側継手部材６６のテーパ部７２ａに、シャフト３１の肩当部３５のテーパ部３５ｂが当接している状態では、シャフト３１の周方向凹溝３３に嵌合して止め輪３４が切欠部７２ｂに係合する。このため、内側継手部材６６のテーパ部７２ａにシャフト３１の肩当部３５のテーパ部３５ｂが当接しているので、シャフト３１は矢印Ｘ１方向へは移動できず、シャフト３１の周方向凹溝３３に嵌合している止め輪３４が、切欠部７２ｂに係合しているので、シャフト３１は矢印Ｘ２方向へは移動できない。このため、シャフト３１を内側継手部材６６の軸孔６６ａに、継手開口側から嵌入していれば、シャフト３１の雄スプライン３２が内側継手部材２６の雌スプライン７０に歯合（嵌合）するとともに、内側継手部材６６のテーパ部７２ａに、シャフト３１の肩当部３５のテーパ部３５ｂが当接して、シャフト３１の継手奥側への侵入を規制する。この実施形態においても、前述の実施形態と同様のシャフト３１の肩当部３５に雄スプライン３８が形成されている。

次に、図１１と図１２に示すクロスグルーブ型等速自在継手は、外周面７１に軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝（ボール溝）７２（７２ａ、７２ｂ）を円周方向に交互に形成した内側継手部材７３と、内周面７４に軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝７５（ボール溝）（７５ａ、７５ｂ）を円周方向に交互に形成した外側継手部材７６と、対となる内側継手部材７３のトラック溝７２と外側継手部材７６のトラック溝７５との交差部に組み込んだ複数個のトルク伝達ボール７７と、内側継手部材７３の外周面７１と外側継手部材７６の内周面７４との間に介在してトルク伝達ボール７７を円周方向で所定間隔に保持するポケット８１が形成されたケージ７８とを有する。

図１２におけるβは、軸線に対する各トラック溝７２ａ、７２ｂ、７５ａ、７５ｂの交差角を示している。トルク伝達ボール７７は、各トラック溝７２ａ、７２ｂ、７５ａ、７５ｂの交差部に組み込まれている。

内側継手部材７３の軸孔（内径孔）７９にシャフト３１を挿入してスプライン嵌合させ、そのスプライン嵌合により両者間でトルク伝達可能としている。すなわち、内側継手部材７３の軸孔７９に雌スプライン７９ａが形成され、シャフト３１に雄スプライン３２が形成され、シャフト３１の軸端部が内側継手部材７３の軸孔７９に嵌入されて、内側継手部材７３の雌スプライン７９ａと、シャフト３１の雄スプライン３２が嵌合する。また、雄スプライン３２の端部には止め輪９０が装着され、シャフト３１の抜けを防止している。

外側継手部材７６の軸方向一端側（反シャフト突出側の開口部）には、エンドプレート８２が嵌着され、シャフト突出側の外輪開口部は密封装置８３にて塞がれている。密封装置８３は、ゴムや樹脂製のブーツ８５と金属製の金属製アダプタ８４とからなる。

ブーツ８５は、小端部８５ｂと、大端部８５ａと、小端部８５ｂと大端部８５ａとを連結するＶ字形乃至Ｕ字形の折り返し部８５ｃとを備える。金属製アダプタ８４は、筒状の本体部８４ｃと、この本体部８４ｃにリング状平板８４ｂを介して連設されて外側継手部材７６に外嵌される大径筒部８４ａとを備えるものである。また、ブーツ８５の小端部８５ｂはシャフト３１に取付けられてブーツバンド８６で締付けられている。ブーツ８５の大端部８５ａは金属製アダプタ８４の本体部８４ｃの端部を加締めて保持されている。

また、エンドプレート８２は、外側継手部材７６に外嵌される筒部８２ａと、反継手側に膨出する深皿状部材８２ｃと、筒部８２ａと深皿状部材８２ｃとを連設するリング状平板８２ｂとからなる。そして、外側継手部材７６には図示省略のボルト部材が装着され、このボルト部材の装着によって、密封装置８３の金属製アダプタ８４とエンドプレート８２とが外側継手部材７６に支持される。すなわち、エンドプレート８２のリング状平板８２ｂ、アダプタ８４のリング状平板８４ｂにはそれぞれ貫孔８７，８８が設けられるとともに、外側継手部材７６には貫通孔８９が設けられ、この貫孔８７，８８及び貫通孔８９にボルト部材が嵌入されることになる。

この場合も、内側継手部材７３の軸孔７９の継手開口側の端縁部には、継手内部（継手奥）側から継手開口側に向かって拡径するテーパ部８０が設けられる。このため、内側継手部材７３のテーパ部８０に、シャフト３１の肩当部３５のテーパ部３５ｂが当接している状態では、シャフト３１の周方向凹溝３３に嵌合している止め輪９０が内側継手部材７３のエンドプレート８２側の端面に当接する。

シャフト３１を内側継手部材７３の軸孔７９に、継手開口側から嵌入していれば、シャフト３１の雄スプライン３２が内側継手部材７３の雌スプライン７９ａに歯合（嵌合）するとともに、内側継手部材７３のテーパ部８０に、シャフト３１の肩当部３５のテーパ部３５ｂが当接して、シャフト３１の継手奥側への侵入を規制する。この実施形態においても、前述の実施形態と同様のシャフト３１の肩当部３５に雄スプライン３８が形成されている。

また、図１３及び図１４に示すトリポード型等速自在継手は、外側継手部材９１と、内側継手部材としてのトリポード部材９２と、トルク伝達部材としてのローラ９３とを備える。外側継手部材９１は一端にて開口したカップ状のカップ部９５と、このカップ部９５の底壁９５ａから突設される軸部９６とを有する。カップ部９５は、その内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝９７が形成してある。カップ部９５は、横断面で見ると、大径部９８ａと小径部９８ｂが交互に現れる非円筒形状である。すなわち、カップ部９５は、大径部９８ａと小径部９８ｂとを形成することによって、その内周面に、軸方向に延びる３本の前記トラック溝９７が形成される。

各トラック溝９７の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）９７ａ、９７ａが形成される。また、内径面においては、円周方向に交互に現れる小内径部９９ｂと大内径部９９ａをローラ案内面９７ａで接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材９１は、円周方向に向き合ったローラ案内面９７ａ，９７ａと両ローラ案内面９７ａ，９７ａ間に設けられた大内径部９９ａからなるトラック溝９７が内周の三箇所に形成されるものである。

トリポード部材９２はボス１００と脚軸１０１とを備える。ボス１００の軸孔１００ａにはシャフト（図１に示すシャフト３１と同様のシャフト）とトルク伝達可能に結合する雌スプライン１０７が形成してある。脚軸１０１はボス１００の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。

この場合、ローラ９３は、脚軸１０１の外径面に周方向に沿って配設される複数の針状ころ１０２を介して外嵌されている。脚軸１０１の外周面は針状ころ１０２の内側転動面を構成し、ローラ９３の内周面は針状ころ１０２の外側転動面を構成している。すなわち、この図１２と図１３に示すトリポード型等速自在継手は、シングルローラタイプである。なお、複数の針状ころ１０２は、脚軸１０１の外周面とローラ９３の内周面との間に総ころ状態で配設されている。

これら針状ころ１０２は、脚軸１０１の付け根部に外嵌されたインナワッシャ１０３と半径方向内側で接すると共に、脚軸１０１の先端部に外嵌されたアウタワッシャ１０４と半径方向外側で接している。このアウタワッシャ１０４は、脚軸１０１の先端部に形成された環状溝１０５に丸サークリップ等の止め輪１０６を嵌合させることにより抜け止めされている。

この場合も、内側継手部材であるトリポード部材９２の軸孔１００ａの継手開口側の端縁部には、継手内部（継手奥）側から継手開口側に向かって拡径するテーパ部１０８が設けられる。このため、内側継手部材であるトリポード部材９２のテーパ部１０８に、シャフトの肩当部のテーパ部が当接している状態では、シャフトの周方向凹溝に嵌合している止め輪が内側継手部材であるトリポード部材９２の継手奥側の端面に当接する。

シャフトをトリポード部材９２の軸孔１００ａに、継手開口側から嵌入していけば、シャフトの雄スプラインがトリポード部材９２の雌スプライン１０７に歯合（嵌合）するとともに、トリポード部材９２のテーパ部１０８に、シャフトの肩当部のテーパ部が当接して、シャフトの継手奥側への侵入を規制する。

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、雄スプライン３２，３８の凸歯４１，３７の形状として、雄スプライン３２の諸元と雄スプライン３８の諸元とが同一である限り、半円形状、半楕円形状、矩形形状等の種々の断面形状をなすものであっても、凸歯の面積、数、周方向配設ピッチ等も任意に変更できる。

摺動式等速自在継手としてクロスグルーブ型等速自在継手を用いる場合、フロートタイプやノンフロートタイプであってもよく、トリポードタイプを用いる場合、シングルローラタイプであっても、ダブルローラタイプであってもよい。

２３ 外側継手部材
２６ 内側継手部材
２７ ボール
２８ ケージ
３５ 肩当部
３６ 凹歯
３７ 凸歯
３８ 雄スプライン
４０ 凹歯
４１ 凸歯
６１ 内径面
６２，６５ トラック溝
６３ 外側継手部材
６４ 外径面
６６ 内側継手部材
６７ ボール
６８ ケージ
６９ ポケット
７１ 外周面
７２ トラック溝
７３ 内側継手部材
７４ 内周面
７５ トラック溝
７６ 外側継手部材
７７ トルク伝達ボール
７８ ケージ
９１ 外側継手部材
９２ トリポード部材
９３ ローラ
９７ トラック溝
９７ａ ローラ案内面

Claims (5)

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、内側継手部材と、この内側継手部材に嵌入されるシャフトとは嵌合構造にて一体化されている等速自在継手であって、
   内側継手部材へ嵌入されるシャフトの端部に、内側継手部材の軸孔に形成される雌スプラインに嵌合する雄スプラインを形成し、雄スプラインと雌スプラインとで構成される嵌合構造の嵌合状態で内側継手部材に当接してシャフトの継手内部側への侵入を規制する肩当部を、シャフトの雄スプラインの嵌入終端部側に設け、この肩当部を、前記嵌合構造の雄スプラインと同一の諸元であって位相をずらせた形状の転造加工部位である雄スプラインにて構成したことを特徴とする等速自在継手。
2. 嵌合構造の雄スプラインと肩当部の雄スプラインは、軸方向から見て、肩当部の雄スプラインの凸歯が嵌合構造の雄スプラインの凹歯に対応する位相差を有することを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
3. 内径面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径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が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トルクを伝達する複数のトルク伝達部材としてのボールと、外側継手部材の内径面と内側継手部材の外径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. 外周面に軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝を円周方向に交互に形成した内側継手部材と、内周面に軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝を円周方向に交互に形成した外側継手部材と、対となる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差部に組み込んだ複数個のトルク伝達部材としてのボールと、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介在してボールを保持するケージとを備え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。
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に記載の等速自在継手。

Images