JP2019007506A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素な構造でもって内側継手部材と動力伝達軸を確実に固定し、かつ、容易に分離する。
【解決手段】 外側継手部材１２と、外側継手部材１２との間でボール１４を介して角度変位を許容しながら回転トルクを伝達する内側継手部材１３とを備え、内側継手部材１３に動力伝達軸２５をトルク伝達可能に結合させ、内側継手部材１３と動力伝達軸２５との間に、内側継手部材１３に対して動力伝達軸２５を着脱する脱着機構３３を設けた等速自在継手１１であって、脱着機構３３は、内側継手部材１３に延設されて動力伝達軸２５に外挿された筒状部材３４と、筒状部材３４に径方向移動可能に収容された固定部材３６と、筒状部材３４の外周に軸方向移動可能に配置された環状部材３７とを備え、動力伝達軸２５に貫通孔４２を形成し、環状部材３７を抜け止めするピン部材５４を貫通孔４２に挿通させる。
【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使用され、特に、自動車用プロペラシャフトに組み込まれる等速自在継手に関する。

自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用される等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。

自動車に組み込まれるプロペラシャフトは、トランスミッションとディファレンシャルとの相対位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要がある。そのため、プロペラシャフトは、一般的に、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をプロペラ軸で連結した構造を具備する。

固定式等速自在継手は、外側継手部材、内側継手部材、複数のボールおよびケージを備えている。内側継手部材の軸孔には、トランスミッションから延びる出力軸である動力伝達軸がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結されている。この動力伝達軸は、止め輪により内側継手部材に対して抜け止めされている。

従来、このプロペラシャフトにおける動力伝達軸と等速自在継手との連結構造として、種々のものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１で開示された連結構造は、等速自在継手の内側継手部材を軸方向の動力伝達軸側に延設し、内側継手部材と動力伝達軸とのスプライン嵌合部分以外の部位で、内側継手部材と動力伝達軸とを止め輪で固定した構造を具備する。

特許文献２で開示された連結構造は、等速自在継手の内側継手部材にドライブスリーブをスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結すると共に、動力伝達軸にドライブナットを連結し、ドライブスリーブにドライブナットを嵌合させた構造を具備する。

特許第５１７４１５３号公報 特許第５８１８３９０号公報

ところで、前述したプロペラシャフトにおいて、プロペラシャフトの部品交換や保守点検のためには、トランスミッションの動力伝達軸に対して等速自在継手を着脱可能とする必要がある。前述の特許文献１，２で開示された動力伝達軸と等速自在継手との連結構造の場合、以下のような課題を持つ。

特許文献１で開示された連結構造の場合、動力伝達軸の抜け耐力を確保しながら動力伝達軸と等速自在継手の内側継手部材とを分離可能にするため、止め輪や止め輪溝に面取りや丸みを設けることになる。

しかしながら、止め輪による抜け止め性能を安定させるためには、止め輪や止め輪溝の面取り等の形状、寸法の設計および管理が非常に困難で、最適な形状、寸法の設計および管理が難しい。

特許文献２で開示された連結構造の場合、等速自在継手の内側継手部材から延びるドライブスリーブに、動力伝達軸のドライブナットを嵌合させることにより、動力伝達軸に等速自在継手を確実に固定することができると共に、動力伝達軸から等速自在継手を容易に分離させることができる。

しかしながら、ドライブスリーブおよびドライブナットからなる嵌合構造の場合、ドライブスリーブおよびドライブナットの部品が必要となる。その結果、プロペラシャフトにおける部品点数が増加し、プロペラシャフトのコストアップを招くことになる。

そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡素な構造でもって内側継手部材と動力伝達軸を確実に固定し、かつ、容易に分離し得る等速自在継手を提供することにある。

本発明に係る等速自在継手は、外側継手部材と、その外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、その内側継手部材に動力伝達軸をトルク伝達可能に結合させ、内側継手部材と動力伝達軸との間に、内側継手部材に対して動力伝達軸を着脱する脱着機構を設けた構造を具備する。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明における脱着機構は、内側継手部材に延設されて動力伝達軸に外挿された筒状部材と、その筒状部材に径方向移動可能に収容された固定部材と、筒状部材の外周に軸方向移動可能に配置された環状部材とを備え、動力伝達軸に貫通孔を形成し、環状部材を抜け止めするピン部材を貫通孔に挿通させたことを特徴とする。

本発明では、筒状部材、固定部材および環状部材を主要部とする脱着機構により以下の要領でもって、環状部材の軸方向移動により筒状部材内の固定部材を径方向移動させることにより、動力伝達軸と内側継手部材との固定および分離が行われる。

動力伝達軸と内側継手部材との固定は、以下のとおりである。環状部材を筒状部材内の固定部材に近接する方向に移動させる。この環状部材の近接移動により、筒状部材内で固定部材が径方向内側に移動する。この時、環状部材により固定部材の径方向外側への移動が拘束され、固定部材が筒状部材の内周面から突出する。この固定部材の突出により、固定部材が動力伝達軸に係止される。

動力伝達軸と内側継手部材との分離は、以下のとおりである。環状部材を筒状部材内の固定部材から離隔する方向に移動させる。この環状部材の離隔移動により、固定部材の径方向外側への移動拘束状態が解除される。動力伝達軸を内側継手部材から抜脱する動作に伴って、固定部材が径方向外側に移動して筒状部材の内周面から退入する。この固定部材の退入により、動力伝達軸に対する固定部材の係止状態が解除される。

この動力伝達軸と内側継手部材との固定時には、動力伝達軸の貫通孔にピン部材を挿通させることにより、筒状部材に対して環状部材を抜け止めする。また、動力伝達軸と内側継手部材との分離時には、動力伝達軸の貫通孔からピン部材を抜脱することにより、筒状部材に対する環状部材の離隔移動を可能とする。

このようなピン部材による抜け止め構造を採用したことにより、内側継手部材と動力伝達軸との間に設けられた脱着機構において、動力伝達軸と内側継手部材との固定時および分離時、抜け止め構造の周辺空間が狭くて制約を受けるような状況であっても、動力伝達軸に対するピン部材の抜き差しを容易に行うことができる。

本発明におけるピン部材は、貫通孔に挿入される先端側部位に弾性変形可能な引掛り部を有すると共に、基端側部位に貫通孔よりも大径の係止部を有する構造が望ましい。さらに、このピン部材は、貫通孔の開口周縁に向けて拡開する引掛り部を有する構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、ピン部材の引掛り部を閉じるように弾性変形させることによりピン部材を動力伝達軸の貫通孔に挿通させることができる。また、ピン部材の係止部が貫通孔周縁に当接すると、引掛り部が貫通孔から突出して弾性復元力により拡開して貫通孔周縁に係止される。このようにして、動力伝達軸に対するピン部材の着脱がより一層容易となる。

本発明によれば、内側継手部材に対して動力伝達軸を着脱する脱着機構を、筒状部材、固定部材および環状部材で構成したことにより、簡素な構造でもって内側継手部材と動力伝達軸を確実に固定し、かつ、容易に分離することができる。その結果、脱着機構における設計の自由度を向上させることができ、部品点数を増加させることなく、等速自在継手のコスト低減が図れる。

また、動力伝達軸の貫通孔にピン部材を挿通させた抜け止め構造を採用したことにより、脱着機構において、動力伝達軸と内側継手部材との固定時および分離時、抜け止め構造の周辺空間が狭くて制約を受けるような状況であっても、動力伝達軸に対するピン部材の抜き差しを容易に行うことができる。

本発明の実施形態で等速自在継手の全体構成を示す断面図である。 図１の要部拡大断面図である。 トランスミッションの動力伝達軸に等速自在継手の内側継手部材を組み付ける時の状態を示す断面図である。 図２の脱着機構において、内側継手部材に対して動力伝達軸を挿入する前の状態を示す断面図である。 図２の脱着機構において、内側継手部材に対して動力伝達軸を挿入する途中の状態を示す断面図である。 図２の脱着機構において、内側継手部材に対する動力伝達軸の挿入を完了した状態を示す断面図である。 図２の脱着機構において、内側継手部材に対して動力伝達軸を固定した後の状態を示す断面図である。 図１の抜け止め機構において、動力伝達軸に対してピン部材を挿入する前の状態を示す断面図である。 図１の抜け止め機構において、動力伝達軸に対してピン部材を挿入する途中の状態を示す斜視図である。

本発明に係る等速自在継手の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。

以下の実施形態では、自動車用プロペラシャフトに組み込まれる固定式等速自在継手の一つであるツェッパ型等速自在継手（ＢＪ）を例示するが、他の固定式等速自在継手としてアンダーカットフリー型等速自在継手（ＵＪ）にも適用可能である。また、ダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）、クロスグルーブ型等速自在継手（ＬＪ）やトリポード型等速自在継手（ＴＪ）などの摺動式等速自在継手にも適用可能である。

４ＷＤ車やＦＲ車などの自動車に組み込まれるプロペラシャフトは、トランスミッションとディファレンシャルとの相対位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要がある。そのため、プロペラシャフトは、一般的に、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手を鋼製のプロペラ軸で連結した構造を具備する。

この実施形態の固定式等速自在継手１１（以下、単に等速自在継手と称す）は、図１に示すように、外側継手部材１２と、内側継手部材１３と、トルク伝達部材である複数のボール１４と、ケージ１５とで主要部が構成されている。

外側継手部材１２は、軸方向に延びる円弧状トラック溝１６が球面状内周面１７の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。この外側継手部材１２の開口端部１８には、パイプ状のプロペラ軸１９が摩擦溶接などによりトルク伝達可能に同軸的に結合されている。この開口端部１８には、外側継手部材１２の内部にグリース等の潤滑剤を封入するため、シールプレート２０が圧入嵌合により取り付けられている。

内側継手部材１３は、外側継手部材１２のトラック溝１６と対をなして軸方向に延びる円弧状トラック溝２１が球面状外周面２２の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。内側継手部材１３の軸孔２３には、トランスミッション２４から延びる出力軸である動力伝達軸２５がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結されている。この動力伝達軸２５は、脱着機構３３により内側継手部材１３に対して着脱可能となっている。

ボール１４は、外側継手部材１２のトラック溝１６と内側継手部材１３のトラック溝２１との間に介在する。このボール１４は、外側継手部材１２と内側継手部材１３との間で回転トルクを伝達する。ボール１４は、６個、８個あるいはそれ以外であってもよく、その個数は任意である。

ケージ１５は、外側継手部材１２の内周面１７と内側継手部材１３の外周面２２との間に介在する。このケージ１５は、ボール１４を保持する複数のポケット２６が円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。

以上の構成からなる等速自在継手１１では、プロペラ軸１９により外側継手部材１２と内側継手部材１３との間に作動角が付与されると、ケージ１５に保持されたボール１４は常にどの作動角においても、その作動角の二等分面内に維持され、外側継手部材１２と内側継手部材１３との間での等速性が確保される。外側継手部材１２と内側継手部材１３との間では、等速性が確保された状態で回転トルクがボール１４を介して伝達される。

等速自在継手１１は、外側継手部材１２の内部に封入された潤滑剤の漏洩を防ぐと共に外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材１２と動力伝達軸２５との間にシール機構２７を装着した構造を具備する。潤滑剤の封入により、外側継手部材１２に対して動力伝達軸２５が作動角をとりながら回転する作動時において、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保している。

プロペラシャフトを構成する等速自在継手１１は、高回転で作動角が小さい。このことから、前述のシール機構２７は、ゴム製のブーツ２８と金属環２９および環状部材３７とで構成されている。

ブーツ２８は、小径端部３０と大径端部３１を有して中間でＵ字状に折り返した形状をなす。金属環２９は、一端部が外側継手部材１２の開口端部３２の外周面に圧入嵌合により固定され、他端部がブーツ２８の大径端部３１に加締めにより固定されている。環状部材３７には、ブーツ２８の小径端部３０が加硫接着により一体的に固定されている。環状部材３７は、シール機構２７の一部を構成すると共に脱着機構３３の一部を構成する。

等速自在継手１１がプロペラ軸１９に組み付けられたプロペラシャフトにおいて、プロペラシャフトの部品交換や保守点検のためには、トランスミッション２４の動力伝達軸２５に対して等速自在継手１１を着脱する脱着機構３３が必要である。この実施形態の等速自在継手１１は、以下のような構造の脱着機構３３を具備する。

脱着機構３３は、図１および図２に示すように、等速自在継手１１の内側継手部材１３とトランスミッション２４の動力伝達軸２５との間に設けられ、筒状部材３４と、固定部材３６と、環状部材３７とで主要部が構成されている。

筒状部材３４は、内側継手部材１３のトランスミッション２４側へ向けて軸方向に延在するように動力伝達軸２５に外挿されている。内側継手部材１３のトランスミッション２４側に位置する突出端部の外周面に環状の係止溝３８を設けると共に、筒状部材３４のプロペラ軸１９側に位置する端部の内周面に環状の係止爪３９を設けている。

内側継手部材１３の係止溝３８に筒状部材３４の係止爪３９を嵌合させることにより、内側継手部材１３と筒状部材３４とを連結している。筒状部材３４は、内側継手部材１３と連結された状態で、動力伝達軸２５の大径部４０の段差面４１で軸方向に位置規制されている。

なお、この実施形態では、内側継手部材１３に係止溝３８を設けると共に筒状部材３４に係止爪３９を設けた構造を例示するが、筒状部材３４のプロペラ軸１９側端部の外周面に環状の係止溝を設けると共に、内側継手部材１３のトランスミッション２４側端部の内周面に環状の係止爪を設けるようにしてもよい。

筒状部材３４は、スリット（図示せず）を設けて拡径可能としている。筒状部材３４を内側継手部材１３に組み付ける際、スリットを利用して筒状部材３４を拡径させることで、筒状部材３４の係止爪３９と内側継手部材１３の係止溝３８との嵌合が容易となる。このようなスリットを設けても、組み付け後の筒状部材３４の外周は環状部材３７で拘束されていることから、筒状部材３４が不必要に拡径することはない。

なお、筒状部材３４の寸法や材料（例えば、炭素鋼や焼結金属など）によっては剛性が高くて拡径に大きな力が必要であったり、拡径後に塑性変形が残ることが懸念される場合には、筒状部材３４を円周方向に複数個に分割した構造とすればよい。

分割構造を採用すれば、筒状部材３４の拡径が不要となるので、筒状部材３４を内側継手部材１３に容易に組み付けることができる。この場合、筒状部材３４の貫通孔４６に固定部材３６を収容させた上で環状部材３７を外挿すれば、筒状部材３４が内側継手部材１３から脱落することはない。

この実施形態では、等速自在継手１１の構成部品である内側継手部材１３とは別体の筒状部材３４を例示しているが、この筒状部材３４は内側継手部材１３と一体物で構成することも可能である。なお、筒状部材３４を内側継手部材１３と別体で構成することにより、加工面で筒状部材３４の製作が容易である。

この筒状部材３４の材質としては、例えば、低炭素鋼、真鍮、アルミなどの金属加工や樹脂の成型のいずれでも製作可能であるが、必要とする軸方向耐力（例えば、最大２０００Ｎ程度）で係止爪３９の変形や破損が発生しないものであればよい。固定部材３６の組み込み性や、製作の容易性、加工コストを考慮すると、弾性が大きいナイロン等の熱可塑性樹脂の成型品が好ましい。

筒状部材３４の外周面には、径方向外側に向けて突出した引掛り部３５が形成されている。これにより、環状部材３７の筒状部材３４への組み付け時、引掛り部３５が環状部材３７のプロペラ軸側端部４３に干渉することにより（図４参照）、環状部材３７が筒状部材３４から脱落することを防止できるようにしている。

筒状部材３４の円周方向複数箇所（９０°間隔で４箇所）に、筒状部材３４の内外周に開口する貫通孔４６を形成し、この貫通孔４６に球状の固定部材３６を径方向移動可能に収容している。固定部材３６の径方向移動により、固定部材３６を筒状部材３４の貫通孔４６の外周側開口部４７および内周側開口部４８に対して突出退入自在としている。

なお、この実施形態では、固定部材３６として、複数個（４個）の球状体（鋼球）を例示する。図面では、１８０°反対方向の上下２箇所に配置された固定部材３６を示す。固定部材３６の個数は、筒状部材３４を動力伝達軸２５に係止させる上で必要とする固定力により適宜設定すればよい。

このように、固定部材３６を筒状部材３４の貫通孔４６に収容することで、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との固定時、固定部材３６の径方向内側への移動でもって、固定部材３６により動力伝達軸２５を拘束することが容易となる。また、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との分離時、固定部材３６の径方向外側への移動でもって、固定部材３６による動力伝達軸２５の拘束を解除することが容易となる。

筒状部材３４の貫通孔４６は、筒状部材３４の内周側開口部４８を縮径させ、固定部材３６の外径よりも若干小さい内径としている。これにより、筒状部材３４への環状部材３７の組み付け時（筒状部材３４に動力伝達軸２５が挿入されていない状態）、筒状部材３４の貫通孔４６に収容された固定部材３６が重力等により筒状部材３４の内径側へ脱落することを防止している（図４参照）。

なお、この実施形態では、筒状部材３４の貫通孔４６の内周側開口部４８を縮径させ、固定部材３６の外形よりも若干小さい内径としているが、貫通孔４６の外周側開口部４７も縮径させ、固定部材３６の外径よりも若干小さい内径としてもよい。このような構造を採用すれば、固定部材３６が筒状部材３４の外径側へ脱落することを防止できる。

また、この実施形態では、貫通孔４６の内周側開口部４８および外周側開口部４７をその全周に亘って縮径させているが、内周側開口部４８および外周側開口部４７を周方向に沿って複数箇所で部分的に縮径させることにより、突起状に形成してもよい。

一方、動力伝達軸２５のスプライン嵌合部４４と大径部４０との間の外周面に環状の凹溝４５を形成している。この凹溝４５は、筒状部材３４が動力伝達軸２５の大径部４０の段差面４１に当接した状態で、筒状部材３４に設けられた貫通孔４６の軸方向位置と一致するように形成されている。この状態で、凹溝４５に固定部材３６が嵌まり込むことで固定部材３６を動力伝達軸２５に係止させている。

環状部材３７は、図１および図２に示すように、動力伝達軸２５の大径部４０の外周面および筒状部材３４の外周面に軸方向移動可能に配置されている。環状部材３７は、前述したシール機構２７の一部を構成するブーツ２８の小径端部３０に加硫接着により一体的に取り付けられている。

環状部材３７は、軸方向に長尺な筒状をなし、トランスミッション２４側に位置して動力伝達軸２５の大径部４０の外周面および筒状部材３４の外周面に摺接する小径円筒部４９と、プロペラ軸１９側に位置して筒状部材３４の外周面との間で隙間を持つ大径円筒部５０とで構成されている。

小径円筒部４９のトランスミッション側端部５１を径方向外側に屈曲させている。小径円筒部４９は、固定部材３６を筒状部材３４の貫通孔４６に収容した状態で、固定部材３６の径方向外側への移動を拘束することにより、その固定部材３６を筒状部材３４の内周面より突出させるようにしている。

この小径円筒部４９と大径円筒部５０との間には、小径円筒部４９から大径円筒部５０へ向けてテーパ状に傾斜する拡径部５２が設けられている。動力伝達軸２５と内側継手部材１３との固定時、環状部材３７の軸方向移動により、拡径部５２に沿って固定部材３６を径方向内側へスムーズに移動させることが可能となる。

大径円筒部５０は、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との分離時、径方向外側への移動によって拘束状態が解除された固定部材３６を収容する。これにより、その固定部材３６が筒状部材３４の貫通孔４６から径方向外側へ脱落することを防止するようにしている。

また、この大径円筒部５０のプロペラ軸側端部４３を縮径させて径方向内側に屈曲させている。大径円筒部５０より縮径させたプロペラ軸側端部４３での内径は、筒状部材３４の外径より大きく、かつ、その筒状部材３４の外周面に設けられた引掛り部３５の外径より小さく設定されている。

これにより、筒状部材３４に対して環状部材３７をスムーズに軸方向移動させることができ、その軸方向移動時にプロペラ軸側端部４３が引掛り部３５に干渉することで環状部材３７が筒状部材３４から抜脱することが防止している。

なお、環状部材３７の小径円筒部４９により固定部材３６の径方向外側への移動が拘束された状態では、固定部材３６が筒状部材３４の内周面から突出し、固定部材３６の径方向外側への移動の拘束状態が解除された場合には、環状部材３７の大径円筒部５０に固定部材３６が収容されて筒状部材３４の内周面から突出しないように、固定部材３６の大きさが設定されている。

つまり、球状の固定部材３６の外径は、筒状部材３４の貫通孔４６の径方向寸法（貫通孔深さ寸法）よりも大きくなるように設定する必要がある。これにより、動力伝達軸２５に対する固定部材３６の係止および離脱を確実に行うことができる。

動力伝達軸２５の大径部４０の外周面のプロペラ軸側に環状の凹溝５６を形成し、この凹溝５６にＯリング５７を嵌合させている。このＯリング５７を介して、動力伝達軸２５の大径部４０の外周面および筒状部材３４の外周面に環状部材３７を外嵌させている。

これにより、環状部材３７は、動力伝達軸２５と内側継手部材１３とを固定および分離する脱着機構３３による着脱機能だけでなく、継手内部に封入された潤滑剤の漏洩を防止すると共に継手外部からの異物侵入を防止するシール機構２７のブーツ２８によるシール機能も発揮する。

以上で説明した脱着機構３３の一部として、この等速自在継手１１は、図１および図２に示すように、環状部材３７の抜け止め構造５３を具備する。この抜け止め構造５３では、動力伝達軸２５の大径部４０に貫通孔４２を径方向に沿って形成し、その貫通孔４２に丸棒状のピン部材５４を挿通させている。

なお、この実施形態では、動力伝達軸２５の中心を通るように貫通孔４２を形成しているが、貫通孔４２は、必ずしも動力伝達軸２５の中心を通る必要はない。貫通孔４２が動力伝達軸２５の中心を通らない場合、その形成部位は、１箇所あるいは２箇所以上のいずれであってもよい。

この抜け止め構造５３のピン部材５４は、先端側部位に弾性変形可能な引掛り部６０を有すると共に、基端側部位に貫通孔４２よりも大径の係止部６１を有する。このピン部材５４は、樹脂やＳＵＰなど弾性を有する素材からなり、ブーツ２８の反力に耐え得る直径を有する。

引掛り部６０は、貫通孔４２の開口周縁に向けて拡開した舌片状をなす。この引掛り部６０は、無負荷状態で貫通孔４２の開口周縁に当接する。なお、この実施形態では、２個の引掛り部６０を例示しているが、貫通孔４２の開口周縁に沿って３個以上の引掛り部６０を設けてもよい。係止部６１はフランジ形状をなす。

この抜け止め構造５３では、環状部材３７のプロペラ軸側端部４３を筒状部材３４の外周面の段差部５５に係止させると共に、環状部材３７のトランスミッション側端部５１をピン部材５４の引掛り部６０に係止させることにより、動力伝達軸２５および筒状部材３４に対して環状部材３７を軸方向両側で位置規制している。

以上の構成からなる脱着機構３３において、環状部材３７の軸方向移動により筒状部材３４内の固定部材３６を径方向移動させることにより、動力伝達軸２５に対して固定部材３６を着脱可能としている。

つまり、この実施形態の等速自在継手１１では、筒状部材３４、固定部材３６および環状部材３７からなる脱着機構３３により、図４〜図７に示す以下の要領でもって、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との固定および分離が行われる。なお、図４〜図７は、固定部材３６がその上方から下方に向けて重力を受けた状態を示している。

図４は内側継手部材１３に対して動力伝達軸２５を挿入する前の状態、図５は内側継手部材１３に対して動力伝達軸２５を挿入する途中の状態（図３参照）、図６は内側継手部材１３に対する動力伝達軸２５の挿入を完了した状態、図７は内側継手部材１３に対して動力伝達軸２５を固定した後の状態（図１および図２に示すピン部材５４の取り付け前の状態）を示す。

まず、トランスミッション２４の動力伝達軸２５に等速自在継手１１の内側継手部材１３を組み付けるに先立って、図４に示すように、内側継手部材１３の係止溝３８に筒状部材３４の係止爪３９を嵌合させることにより、内側継手部材１３に筒状部材３４を組み付ける。その後、筒状部材３４の貫通孔４６に固定部材３６を配置し、環状部材３７を筒状部材３４の外周面に外挿する。この時、環状部材３７のプロペラ軸側端部４３が筒状部材３４の引掛り部３５を超えるまで挿入する。

この状態では、環状部材３７の大径円筒部５０が筒状部材３４の貫通孔４６の外周側開口部４７を塞ぐように配置されている。また、筒状部材３４の貫通孔４６の内周側開口部４８が縮径されていることから、貫通孔４６内に収容された固定部材３６が貫通孔４６の内周側開口部４８から脱落することはない。この時、環状部材３７のプロペラ軸側端部４３が筒状部材３４の引掛り部３５に係止されることで、筒状部材３４に対して環状部材３７が抜け止めされる。

次に、動力伝達軸２５に内側継手部材１３を組み付けるに際しては、図５に示すように、内側継手部材１３の軸孔２３に動力伝達軸２５を挿入し、内側継手部材１３と動力伝達軸２５とをスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結する。この時、筒状部材３４のトランスミッション側端部に動力伝達軸２５の大径部４０の段差面４１が筒状部材３４に当接するまで動力伝達軸２５を挿入することになる。

この動力伝達軸２５の挿入時、図３に示すように、シール機構２７の金属環２９に取り付けられた治具５８を使用する。この治具５８は、脱着機構３３の環状部材３７が軸方向移動することを規制する係止部５９を有する。この係止部５９は、環状部材３７のトランスミッション側端部５１の内側に当接することにより、環状部材３７の大径円筒部５０が筒状部材３４の貫通孔４６の外周側開口部４７を塞ぐように、筒状部材３４に対して環状部材３７を位置決めする。

動力伝達軸２５の挿入が完了すれば、治具５８を取り外す。なお、環状部材３７の固定状態を保持できるのであれば、前述の治具５８は必ずしも必要なものではない。

このような治具５８を使用することにより、動力伝達軸２５の挿入に伴う環状部材３７の軸方向移動を阻止し、筒状部材３４の貫通孔４６の外周側開口部４７に環状部材３７の大径円筒部５０が対応するように環状部材３７を位置決めすることができる。

これにより、固定部材３６が筒状部材３４の貫通孔４６内で径方向に自由に移動することが可能で、環状部材３７の大径円筒部５０に固定部材３６を収容することができる。その結果、固定部材３６が筒状部材３４の貫通孔４６の内周側開口部４８から突出することがないので、動力伝達軸２５の挿入を阻害しない。そのため、内側継手部材１３を動力伝達軸２５に組み付けることが容易となる。

図５に示すように、動力伝達軸２５の挿入時、筒状部材３４の貫通孔４６の外周側開口部４７に対応させて環状部材３７の大径円筒部５０が配置されていることから、固定部材３６が筒状部材３４の貫通孔４６内で径方向に自由に移動できるので、筒状部材３４に挿入される動力伝達軸２５の外周面により固定部材３６が径方向外側に押し出される。

これにより、固定部材３６は、環状部材３７の大径円筒部５０に収容されて貫通孔４６の内周側開口部４８から径方向内側へ突出することはない。その結果、筒状部材３４に対して動力伝達軸２５がスムーズに挿入される。

さらに、動力伝達軸２５を押し込むことにより、図６に示すように、筒状部材３４のトランスミッション側端部に動力伝達軸２５の大径部４０の段差面４１を当接させる。これにより、動力伝達軸２５の外周面に位置する凹溝４５が、筒状部材３４の貫通孔４６の内周側開口部４８から露呈する固定部材３６と対応する位置に配置される。この時、固定部材３６は、動力伝達軸２５の凹溝４５と環状部材３７の大径円筒部５０の間で筒状部材３４の貫通孔４６内を径方向に自由に移動することが可能である。

次に、環状部材３７を固定部材３６に近接する方向（プロペラ軸１９側）に摺動させる。筒状部材３４の貫通孔４６の外周側開口部４７から突出している固定部材３６は、環状部材３７の拡径部５２に当接する。この状態から、さらに、環状部材３７を軸方向に摺動させると、環状部材３７が固定部材３６を径方向内側に押し込んで移動させる。この時、環状部材３７の拡径部５２に沿って固定部材３６がスムーズに押し込まれる。

そして、図７に示すように、環状部材３７の軸方向移動によりそのプロペラ軸側端部４３が筒状部材３４の外周面の段差部５５に当接する。一方、環状部材３７の小径円筒部４９により固定部材３６の径方向外側への移動が拘束されるため、筒状部材３４の貫通孔４６内で径方向内側に移動した固定部材３６が貫通孔４６の内周側開口部４８から突出して動力伝達軸２５の凹溝４５に嵌合する。このようにして、環状部材３７の小径円筒部４９で押さえ込まれた固定部材３６が動力伝達軸２５の凹溝４５に係止される。

この固定部材３６により、動力伝達軸２５と内側継手部材１３とが筒状部材３４を介して固定されることになる。そして、脱着機構３３の抜け止め構造５３において、動力伝達軸２５の貫通孔４２にピン部材５４を挿通させることにより（図１および図２参照）、動力伝達軸２５と内側継手部材１３の固定を完了する。

この動力伝達軸２５と内側継手部材１３との固定時には、図８および図９に示すように、動力伝達軸２５の貫通孔４２にピン部材５４を挿通させる。図８は動力伝達軸２５に対してピン部材５４を挿入する前の状態、図９は動力伝達軸２５に対してピン部材５４を挿入する途中の状態を示す。

このピン部材５４の挿入時、動力伝達軸２５の貫通孔４２に規制されて引掛り部６０が閉じるように弾性変形する。これにより、ピン部材５４を動力伝達軸２５の貫通孔４２に挿入することが容易となる。このピン部材５４の係止部６１が動力伝達軸２５の貫通孔４２の開口周縁に当接すると、引掛り部６０が貫通孔４２から突出し、弾性復元力により拡開して貫通孔４２の開口周縁に係止される（図１および図２参照）。

このようにして、環状部材３７のトランスミッション側端部５１をピン部材５４の引掛り部６０に係止させることにより、筒状部材３４に対して環状部材３７を抜け止めする（図１および図２参照）。

このようなピン部材５４による抜け止め構造５３を採用したことにより、内側継手部材１３と動力伝達軸２５との間に設けられた脱着機構３３において、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との固定時、抜け止め構造５３の周辺空間が狭くて制約を受けるような状況であっても、動力伝達軸２５に対するピン部材５４の装着を容易に行うことができる。

一方、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との分離は、前述とは逆の操作により行われる。つまり、動力伝達軸２５の貫通孔４２からピン部材５４を抜脱する（図７参照）。このピン部材５４の抜脱は、引掛り部６０を閉じるように弾性変形させることにより、その引掛り部６０を貫通孔４２に挿通させて係止部６１側から引き抜くことにより行うことができる（図８および図９参照）。

このようなピン部材５４による抜け止め構造５３を採用したことにより、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との分離時においても、抜け止め構造５３の周辺空間が狭くて制約を受けるような状況であっても、動力伝達軸２５に対するピン部材５４の抜脱を容易に行うことができる。

そして、環状部材３７を固定部材３６から離隔する方向（トランスミッション２４側）に摺動させ、環状部材３７の大径円筒部５０が筒状部材３４の貫通孔４６と対応する位置に配置する（図６参照）。

これにより、固定部材３６は貫通孔４６内で径方向に自由に移動可能となり、動力伝達軸２５に係止された状態が解除される。この状態から、動力伝達軸２５のスプライン嵌合部４４を内側継手部材１３の軸孔２３から引き抜くと、固定部材３６は筒状部材３４の貫通孔４６の内周側開口部４８から退入し、動力伝達軸２５の凹溝４５から抜け出してその外周面に当接する（図５参照）。さらに、動力伝達軸２５を引き抜くことにより、動力伝達軸２５と内側継手部材１３の分離が完了する（図４参照）。

この動力伝達軸２５と内側継手部材１３との固定および分離において使用される脱着機構３３の構成部品、つまり、筒状部材３４、固定部材３６および環状部材３７のいずれも、破損や大きな変形を伴わないので、同一部品を利用して再度の固定および分離も可能である。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１１ 等速自在継手
１２ 外側継手部材
１３ 内側継手部材
１４ トルク伝達部材（ボール）
２５ 動力伝達軸
３３ 脱着機構
３４ 筒状部材
３６ 固定部材
３７ 環状部材
４２ 貫通孔
５３ 抜け止め構造
５４ ピン部材
６０ 引掛り部
６１ 係止部

Claims (3)

1. 外側継手部材と、前記外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながら回転トルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記内側継手部材に動力伝達軸をトルク伝達可能に結合させ、内側継手部材と前記動力伝達軸との間に、内側継手部材に対して動力伝達軸を着脱する脱着機構を設けた等速自在継手であって、
   前記脱着機構は、内側継手部材に延設されて動力伝達軸に外挿された筒状部材と、前記筒状部材に径方向移動可能に収容された固定部材と、前記筒状部材の外周に軸方向移動可能に配置された環状部材とを備え、前記動力伝達軸に貫通孔を形成し、前記環状部材を抜け止めするピン部材を前記貫通孔に挿通させたことを特徴とする等速自在継手。
2. 前記ピン部材は、前記貫通孔に挿入される先端側部位に弾性変形可能な引掛り部を有すると共に、基端側部位に前記貫通孔よりも大径の係止部を有する請求項１に記載の等速自在継手。
3. 前記ピン部材は、前記貫通孔の開口周縁に向けて拡開する引掛り部を有する請求項１又は２に記載の等速自在継手。

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