JP2019056455A - 等速自在継手 - Google Patents

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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、脱着機構３３は、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止め輪３５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、外側継手部材１２の開口部３２を閉塞するブーツ２８の小径端部３０をブーツバンド５４により動力伝達軸２５に締め付け固定することにより、ブーツ２８の小径端部３０で環状部材３７の軸方向位置を規制する。【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、トランスミッション側に角度変位のみを許容する固定式等速自在継手を、ディファレンシャル側に軸方向変位および角度変位の両方を許容する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、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、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、外側継手部材の開口部を閉塞するブーツの端部をブーツバンドにより動力伝達軸に締め付け固定することにより、ブーツの端部で環状部材の軸方向位置を規制したことを特徴とする。
本発明の脱着機構は、筒状部材、固定部材および環状部材を備えていることから、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で、動力伝達軸に対して固定部材を着脱可能とする。この固定部材の着脱により、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。
この動力伝達軸と内側継手部材との固定時、外側継手部材の開口部を閉塞するブーツの端部をブーツバンドにより動力伝達軸に締め付け固定することにより、そのブーツの端部で環状部材の軸方向位置を規制する。
これにより、動力伝達軸と内側継手部材とを安定して固定することができる。同時に、外側継手部材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ことができる。
本発明におけるブーツは、外側継手部材に取り付けられた金属環とでシール機構を構成し、動力伝達軸に締め付け固定された小径端部と、金属環に加締め固定された大径端部とを有する構造が望ましい。
このような構造を採用すれば、シール機構の一部を構成するブーツの小径端部で、潤滑剤の漏洩および異物の侵入を防止するシール機能と、動力伝達軸に対する環状部材の軸方向位置を規制する固定機能とを兼ね備える。
本発明において、筒状部材の外周面に凹所を形成し、凹所の内側継手部材側に位置する段差部に環状部材の端部を係止させた構造が望ましい。
このような構造を採用すれば、筒状部材の凹所の段差部とブーツの端部との間に環状部材を軸方向で挟み込んで固定することにより、環状部材の軸方向位置を確実に規制することができる。
本発明において、環状部材の端部を内側継手部材の端面に係止させた構造が望ましい。
このような構造を採用すれば、内側継手部材の端面とブーツの端部との間に環状部材を軸方向で挟み込んで固定することにより、環状部材の軸方向位置を確実に規制することができる。
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る。
また、ブーツの端部をブーツバンドにより動力伝達軸に締め付け固定することで、そのブーツの端部で環状部材の軸方向位置を規制したことにより、動力伝達軸と内側継手部材との安定した固定と、潤滑剤の漏洩および異物の侵入の防止とを同時に行うことができ、部品点数の削減、等速自在継手のコスト低減および組立性の向上が図れる。
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。 図２の脱着機構において、内側継手部材に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、動力伝達軸に内側継手部材を固定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、動力伝達軸に内側継手部材を固定した後の状態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態で、等速自在継手の全体構成を示す断面図である。 図６の要部拡大断面図である。 図７の脱着機構において、内側継手部材に動力伝達軸を挿入する前の状態を示す断面図である。 図７の脱着機構において、動力伝達軸に内側継手部材を固定する前の状態を示す断面図である。 図７の脱着機構において、動力伝達軸に内側継手部材を固定した後の状態を示す断面図である。
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、摺動式等速自在継手としての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、トランスミッション側に角度変位のみを許容する固定式等速自在継手を、ディファレンシャル側に軸方向変位および角度変位の両方を許容する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の一方の開口端部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。また、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。この内側継手部材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。
この等速自在継手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る。
その結果、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。
この等速自在継手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。
外側継手部材１２の内部空間に潤滑剤を封入することにより、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するようにしている。
この等速自在継手１１は、プロペラシャフトに組み込まれることから、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。
動力伝達軸２５の大径部４０の外周面に環状凹溝５３が形成されている。ブーツ２８の小径端部３０は、動力伝達軸２５の環状凹溝５３に嵌合され、金属製のブーツバンド５４により動力伝達軸２５に締め付け固定されている。
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。
この実施形態の脱着機構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、固定部材である止め輪３５と、球体３６と、環状部材３７とで主要部が構成されている。
このように、筒状部材３４、止め輪３５、球体３６および環状部材３７からなる簡素な構造でもって、内側継手部材１３と動力伝達軸２５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３３における設計の自由度を向上させることができる。
筒状部材３４は、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側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のプロペラ軸側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。
この実施形態では、内側継手部材１３と別体の筒状部材３４を例示しているが、この筒状部材３４は内側継手部材１３と一体物で構成してもよい。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、アルミおよび樹脂などで、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。
また、止め輪３５および球体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最も好ましい。
止め輪３５は、筒状部材３４に内装された縮径可能なＣ字状部材である。筒状部材３４の内周面に環状の凹溝４３を形成し、この凹溝４３に止め輪３５を嵌合させることにより、止め輪３５を筒状部材３４に内装している。
止め輪３５の拡径時には、筒状部材３４の凹溝４３に止め輪３５の全体が収容された状態となる。また、止め輪３５の縮径時には、筒状部材３４の凹溝４３に止め輪３５の外周側が部分的に収容された状態となる。
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、筒状部材３４の凹溝４３の軸方向位置と一致させて環状の凹溝４５を形成し、この凹溝４５に縮径状態の止め輪３５を嵌め込むことで止め輪３５を動力伝達軸２５に係止させている。
止め輪３５の拡径時には、動力伝達軸２５の凹溝４５に止め輪３５が収容されず、止め輪３５の縮径時には、動力伝達軸２５の凹溝４５に止め輪３５の内周側が部分的に収容された状態となる。
球体３６は、止め輪３５の径方向外側で止め輪３５と共に径方向移動可能に配置されている。筒状部材３４の円周方向複数箇所に、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に球体３６を配置している。
これにより、球体３６の径方向内側を止め輪３５に当接させると共に、球体３６の径方向外側を貫通孔４６の外周側開口部４７に対して突出退入自在としている。なお、球体３６の数は、止め輪３５を均等に縮径させるために３個以上が好ましい。
このように、球体３６を筒状部材３４の貫通孔４６に配置することで、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との固定時、球体３６の径方向内側への移動により止め輪３５を縮径させる。また、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との分離時、球体３６の径方向外側への移動により止め輪３５をその弾性力により拡径させる。
筒状部材３４の貫通孔４６は、筒状部材３４の外周側開口部４７を縮径させ、球体３６の外径よりも若干小さい内径としている。
図３に示すように、環状部材３７により球体３６が径方向外側で拘束されない状態の時、止め輪３５の弾性力により球体３６が径方向外側に移動して筒状部材３４の外周面に露呈する。この時、球体３６が筒状部材３４の外側へ脱落することを防止している。
環状部材３７は、動力伝達軸２５の大径部４０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。筒状部材３４の外周面に環状の凹所５６が形成され、その凹所５６のプロペラ軸側に段差部５５が設けられている。この筒状部材３４の凹所５６に環状部材３７が外挿されている。
図１および図２に示すように、環状部材３７のプロペラ軸側端部が筒状部材３４の凹所５６の段差部５５に係止されている。環状部材３７のトランスミッション側端部がブーツ２８の小径端部３０の内側端面５７に係止されている。
このように、環状部材３７は、筒状部材３４の凹所５６の段差部５５とブーツ２８の小径端部３０の内側端面５７とに挟み込まれた状態で軸方向位置が規制されている。
これにより、動力伝達軸２５と内側継手部材１３とを安定して固定することができる。同時に、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ことできる。
つまり、シール機構２７の一部を構成するブーツ２８の小径端部３０は、潤滑剤の漏洩および異物の侵入を防止するシール機能と、動力伝達軸２５に対する環状部材３７の軸方向位置を規制する固定機能とを兼ね備える。
その結果、環状部材３７の軸方向位置を規制するための止め輪や、潤滑剤の漏洩および異物の侵入を防止するためのＯリング等の別部品が不要となるので、部品点数の削減が図れ、等速自在継手１１のコスト低減および組立性の向上が図れる。
環状部材３７のプロペラ軸側端部の内径側にはテーパ部４２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、テーパ部４２に沿って球体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。
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の外周面から露呈する球体３６を径方向移動させることにより、動力伝達軸２５に対して止め輪３５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、止め輪３５、球体３６および環状部材３７からなる脱着機構３３により、図３〜図５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。
図３は内側継手部材１３に動力伝達軸２５を挿入する前の状態、図４は動力伝達軸２５に内側継手部材１３を固定する前の状態、図５は動力伝達軸２５に内側継手部材１３を固定した後の状態を示す。
まず、図３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。環状部材３７は筒状部材３４の外周面に外挿されている。
この筒状部材３４の貫通孔４６に球体３６を組み込むと共に凹溝４３に止め輪３５を組み付ける。この状態では、止め輪３５がその弾性力により拡径した状態で筒状部材３４の凹溝４３に収容されている。拡径状態にある止め輪３５は、筒状部材３４の径方向内側へ脱落することはない。
また、止め輪３５により球体３６を径方向外側に押圧していることから、球体３６が筒状部材３４の凹所５６の外周面から突出して露呈している。この時、筒状部材３４の貫通孔４６の外周側開口部４７が球体３６の外径よりも縮径されていることから、球体３６が貫通孔４６の外周側開口部４７に係止されるので径方向外側へ脱落することはない。
次に、図４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が当接するまで動力伝達軸２５を挿入する。
なお、動力伝達軸２５の挿入が完了するまで、適宜の手段により、動力伝達軸２５の挿入に伴う環状部材３７の軸方向移動を規制し、環状部材３７の固定状態を保持する。
これにより、止め輪３５がその弾性力により筒状部材３４の凹溝４３に収容されているので筒状部材３４の内周面から突出しない。そのため、動力伝達軸２５の挿入が止め輪３５により阻害されないので、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。
動力伝達軸２５の挿入が完了した状態では、動力伝達軸２５の凹溝４５が、筒状部材３４の凹溝４３に収容された止め輪３５と対応する位置に配置される。この状態で、環状部材３７をプロペラ軸側に摺動させる（図中の白抜き矢印参照）。
環状部材３７の軸方向移動により、筒状部材３４の外周面から突出して露呈する球体３６は、環状部材３７でもって貫通孔４６の径方向内側へ押し込まれる。この時、環状部材３７のテーパ部４２に沿って球体３６がスムーズに押し込まれる。
そして、図５に示すように、環状部材３７のプロペラ軸側端部が筒状部材３４の凹所５６の段差部５５に当接する。一方、球体３６が貫通孔４６に押し込まれると、止め輪３５がその弾性力に抗して縮径する。つまり、球体３６と共に止め輪３５は径方向内側へ移動する。止め輪３５の径方向内側への移動により、止め輪３５の内周側が動力伝達軸２５の凹溝４５に嵌合する。
このようにして、環状部材３７により球体３６を介して押し込まれた止め輪３５が筒状部材３４の凹溝４３と動力伝達軸２５の凹溝４５に係止される。つまり、止め輪３５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。
その後、図１および２に示すように、ブーツ２８の小径端部３０を動力伝達軸２５の凹溝５３に嵌合させ、ブーツバンド５４により締め付け固定する。環状部材３７のトランスミッション側端部がブーツ２８の小径端部３０の内側端面５７に当接してその軸方向位置が規制される。これにより、動力伝達軸２５と内側継手部材１３の固定を完了する。なお、ブーツ２８の小径端部３０の内側端面５７は、その弾性力により環状部材３７を押圧するので、環状部材３７は、筒状部材３４の凹所５６の段差部５５との間で挟み込んで固定されている。
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、ブーツバンド５４を緩めて動力伝達軸２５の凹溝５３からブーツ２８の小径端部３０を離脱させる（図５参照）。
そして、環状部材３７をトランスミッション側に摺動させる。この環状部材３７の軸方向移動により、球体３６を径方向内側に押し込んでいた環状部材３７が球体３６から離脱すると、止め輪３５が弾性力により拡径し、球体３６が筒状部材３４の外周面から突出して露呈する（図４参照）。
この止め輪３５の拡径により、止め輪３５の内周側が動力伝達軸２５の凹溝４５から外れ、止め輪３５の全体が筒状部材３４の凹溝４３に収容された状態となり、止め輪３５が動力伝達軸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から引き抜くことにより（図３参照）、動力伝達軸２５と内側継手部材１３の分離が完了する。
図１および図２に示す実施形態では、内側継手部材１３の係止溝３８に筒状部材３４の係止爪３９を嵌合させた構造、固定部材を止め輪３５で構成した構造、環状部材３７のプロペラ軸側端部を筒状部材３４の凹所５６の段差部５５に係止させた構造を例示したが、図６および図７に示す脱着機構であってもよい。
なお、図６および図７において、図１および図２と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
この実施形態では、図６および図７に示すように、筒状部材３４のプロペラ軸側端部の外周面に環状の係止溝４９を設けると共に、内側継手部材１３のトランスミッション側端部の内周面に環状の係止爪５０を設けている。筒状部材３４の係止溝４９に内側継手部材１３の係止爪５０を嵌合させることにより、筒状部材３４と内側継手部材１３とを連結している。
環状部材３７は、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。この環状部材３７は、そのプロペラ軸側端部の内径がトランスミッション側よりも大きく設定された薄肉部５１を有する。
環状部材３７のプロペラ軸側端部である薄肉部５１は、内側継手部材１３のトランスミッション側端面５２に係止されている。環状部材３７のトランスミッション側端部は、ブーツ２８の小径端部３０の内側端面５７に係止されている。
このように、環状部材３７は、内側継手部材１３のトランスミッション側端面５２とブーツ２８の小径端部３０の内側端面５７とに挟み込まれた状態で軸方向位置が規制されている。
これにより、動力伝達軸２５と内側継手部材１３とを安定して固定することができる。同時に、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ことできる。
つまり、シール機構２７の一部を構成するブーツ２８の小径端部３０は、潤滑剤の漏洩および異物の侵入を防止するシール機能と、動力伝達軸２５に対する環状部材３７の軸方向位置を規制する固定機能とを兼ね備える。
その結果、環状部材３７の軸方向位置を規制するための止め輪や、潤滑剤の漏洩および異物の侵入を防止するためのＯリング等の別部品が不要となるので、部品点数の削減が図れ、等速自在継手１１のコスト低減および組立性の向上が図れる。
筒状部材３４の貫通孔４６に固定部材である球体５８を径方向移動可能に収容している。球体５８の径方向移動により、球体５８を筒状部材３４の貫通孔４６の内周側開口部４８に対して突出退入自在としている。なお、球体５８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、球体５８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、球体５８の径方向内側への移動により、球体５８で動力伝達軸２５を拘束する。また、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との分離時、球体５８の径方向外側への移動により、球体５８による動力伝達軸２５の拘束を解除する。
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、球体５８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に動力伝達軸２５が挿入されていない状態の時（図８参照）、筒状部材３４の貫通孔４６に収容された球体５８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６および図７に示すように、環状部材３７により球体５８の径方向外側への移動が拘束された状態では、球体５８が筒状部材３４の内周面から突出する。この状態で、球体５８が動力伝達軸２５の凹溝４５に嵌まり込むことで球体５８を動力伝達軸２５に係止させている。環状部材３７による球体５８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、球体５８が筒状部材３４の内周面から突出しない。
環状部材３７の薄肉部５１のトランスミッション側にはテーパ部５９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、テーパ部５９に沿って球体５８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。
環状部材３７の薄肉部５１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の拘束状態が解除された球体５８を収容する。これにより、その球体５８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している。
つまり、球体５８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に対する球体５８の係止および離脱を確実に行うことができる。
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内の球体５８を径方向移動させることにより、動力伝達軸２５に対して球体５８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、球体５８および環状部材３７からなる脱着機構３３により、図８〜図１０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８〜図１０は、球体５８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８は内側継手部材１３に動力伝達軸２５を挿入する前の状態、図９は動力伝達軸２５に内側継手部材１３を固定する前の状態、図１０は動力伝達軸２５に内側継手部材１３を固定した後の状態を示す。
まず、図８に示すように、筒状部材３４の係止溝４９に内側継手部材１３の係止爪５０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。環状部材３７は筒状部材３４の外周面に外挿されている。
この状態では、環状部材３７の薄肉部５１が筒状部材３４の貫通孔４６の外周側開口部を塞ぐように配置されている。これにより、球体５８が環状部材３７の薄肉部５１に収容されて筒状部材３４の貫通孔４６から径方向外側へ脱落することはない。
また、筒状部材３４の貫通孔４６の内周側開口部４８が球体５８の外径よりも縮径されていることから、球体５８が貫通孔４６の内周側開口部４８に係止されてその内周側開口部４８から径方向内側へ脱落することはない。
次に、図９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が当接するまで動力伝達軸２５を挿入する。
なお、動力伝達軸２５の挿入が完了するまで、適宜の手段により、動力伝達軸２５の挿入に伴う環状部材３７の軸方向移動を規制し、環状部材３７の固定状態を保持する。
これにより、球体５８が環状部材３７の薄肉部５１に収容されているので筒状部材３４の内周面から突出しない。そのため、動力伝達軸２５の挿入が球体５８により阻害されないので、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。
動力伝達軸２５の挿入が完了した状態では、動力伝達軸２５の凹溝４５が、筒状部材３４の貫通孔４６の内周側開口部４８から露呈する球体５８と対応する位置に配置される。この状態で、環状部材３７をプロペラ軸側に摺動させる（図中の白抜き矢印参照）。
この環状部材３７の軸方向移動により、筒状部材３４の外周面から突出している球体５８は、環状部材３７でもって筒状部材３４の貫通孔４６の径方向内側へ押し込まれる。この時、環状部材３７のテーパ部５９に沿って球体５８がスムーズに押し込まれる。
そして、図１０に示すように、環状部材３７のプロペラ軸側端部（薄肉部５１の先端部）が内側継手部材１３のトランスミッション側端面５２に当接する。一方、環状部材３７により球体５８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球体５８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で押し込まれた球体５８が動力伝達軸２５の凹溝４５に係止されることにより、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。
その後、ブーツ２８の小径端部３０を動力伝達軸２５の凹溝５３に嵌合させ、ブーツバンド５４により締め付け固定する（図６および図７参照）。環状部材３７のトランスミッション側端部がブーツ２８の小径端部３０の内側端面５７に当接してその軸方向位置が規制される。これにより、動力伝達軸２５と内側継手部材１３の固定を完了する。なお、ブーツ２８の小径端部３０の内側端面５７は、その弾性力により環状部材３７を押圧するので、環状部材３７は、内側継手部材１３のトランスミッション側端面５２との間で挟み込んで固定されている。
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、ブーツバンド５４を緩めて動力伝達軸２５の凹溝５３からブーツ２８の小径端部３０を離脱させる（図１０参照）。
そして、環状部材３７をトランスミッション側に摺動させる。この環状部材３７の軸方向移動により、球体５８を径方向内側に押し込んでいた環状部材３７が球体５８から離脱すると、その球体５８が貫通孔４６内で径方向に自由に移動可能な状態となり、球体５８が動力伝達軸２５に係止された状態が解除される（図９参照）。
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から引き抜くことにより（図８参照）、動力伝達軸２５と内側継手部材１３の分離が完了する。
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
２７ シール機構
２８ ブーツ
２９ 金属環
３０ ブーツの端部（小径端部）
３１ ブーツの大径端部
３３ 脱着機構
３４ 筒状部材
３６ 固定部材（止め輪）
３７ 環状部材
５２ 内側継手部材の端面
５４ ブーツバンド
５５ 段差部
５６ 凹所
５８ 固定部材（球体）

Claims (4)

  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、前記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、
    前記外側継手部材の開口部を閉塞するブーツの端部をブーツバンドにより前記動力伝達軸に締め付け固定することにより、前記ブーツの端部で前記環状部材の軸方向位置を規制したことを特徴とする等速自在継手。
  2. 前記ブーツは、前記外側継手部材に取り付けられた金属環とでシール機構を構成し、前記動力伝達軸に締め付け固定された小径端部と、前記金属環に加締め固定された大径端部とを有する請求項１に記載の等速自在継手。
  3. 前記筒状部材の外周面に凹所を形成し、前記凹所の内側継手部材側に位置する段差部に前記環状部材の端部を係止させた請求項１又は２に記載の等速自在継手。
  4. 前記環状部材の端部を前記内側継手部材の端面に係止させた請求項１又は２に記載の等速自在継手。
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