JP2024031437A - 摺動式等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】摺動式等速自在継手の高角度域における、シャフトと外側継手部材との間の相対的な軸方向移動量を確保する。【解決手段】摺動式等速自在継手２は、外側継手部材２１と、内側継手部材２２と、ボール２３と、内側継手部材２２の軸孔に挿入されたシャフト４とを備える。内側継手部材２２とシャフト４とが、トルク伝達可能で、且つ、軸方向に相対変位が許容された状態で結合されている。【選択図】図２

Description

本発明は、摺動式等速自在継手に関する。

一般に、自動車のドライブシャフトは、図１３に示すように、車輪に取り付けられるアウトボード側（図中左側）の等速自在継手１１０と、デファレンシャルギヤに取り付けられるインボード側（図中右側）の等速自在継手１２０と、両等速自在継手１１０，１２０を連結する中間シャフト１３０とで構成される。通常、アウトボード側の等速自在継手１１０には、大きな作動角を取れるが軸方向に変位しない固定式等速自在継手が使用される。一方、インボード側の等速自在継手１２０には、最大作動角は比較的小さいが、作動角を取りつつ軸方向変位が可能な摺動式等速自在継手が使用される（例えば、特許文献１）。

図１３の摺動式等速自在継手１２０は、外側継手部材１２１と、内側継手部材１２２と、外側継手部材１２１と内側継手部材１２２との間でトルクを伝達する複数のボール１２３と、複数のボール１２３を保持する保持器１２４とを備える。外側継手部材１２１の内周面には、軸方向に延びる複数の直線状のトラック溝１２５が設けられる。内側継手部材１２２の外周面には、軸方向に延びる複数の直線状のトラック溝１２６が設けられる。外側継手部材１２１のトラック溝１２５と内側継手部材１２２のトラック溝１２６との間にボール１２３が一個ずつ配される。保持器１２４の外周面には、球面部１２７と円すい部１２８が設けられる。保持器１２４の外周面の球面部１２７と外側継手部材１２１の円筒状の内周面とが軸方向に摺動することで、外側継手部材１２１と内側継手部材１２２との間の軸方向変位が許容される。

特開２００７－８５４８８号公報

図１４に、摺動式等速自在継手１２０の可動領域（軸方向移動量及び作動角）を示す。点Ｐ１は、図１５に示すように、内部部品（内側継手部材１２２、ボール１２３、及び保持器１２４）が外側継手部材１２１に対して最も継手開口側（図中左側）に配され、且つ、作動角が０°の状態である。この状態から作動角を大きくすると、図１６に示すように、保持器１２４の外周面の円すい部１２８が外側継手部材の内周面に当接して最大作動角となる（点Ｐ２）。この状態から、内部部品を継手奥側（図中右側）にスライドさせると、図１７に示すように、中間シャフト１３０が外側継手部材１２１の開口端部に当接する（点Ｐ３）。さらに内部部品を継手奥側にスライドさせると、図１８に示すように、中間シャフト１３０と外側継手部材１２１との干渉によって作動角が若干小さくなりながら、保持器１２４が外側継手部材１２１の底面１２９に当接する（点Ｐ４）。この状態から作動角を０°に戻し、保持器１２４の継手奥側端部の全周を外側継手部材１２１の底面１２９に当接させることで、図１９に示すように内部部品が最も継手奥側に配された状態となる（点Ｐ５）。以上のように、摺動式等速自在継手１２０は、図１４の点Ｐ１～Ｐ５で囲まれた可動領域Ａ１（斜線領域）内で動作可能であるが、内部部品を継手奥側端部付近に配した状態では、高角度域に、中間シャフト１３０と外側継手部材１２１との干渉により作動角が制限される動作不能領域Ａ２（散点領域）が存在する。

摺動式等速自在継手１２０を車両に取り付けた状態での可動範囲（軸方向移動量及び作動角）は、車輪の操舵角やサスペンションのストロークの大きさ等によって決まり、例えば図１４に点線で示すような線（以下、「動作線Ｑ」と言う。）に沿って動作する。車輪の操舵角が小さく、且つ、サスペンションのストロークが小さい場合は、摺動式等速自在継手１２０の軸方向移動量は小さく（すなわち、内部部品が外側継手部材１２１の軸方向中央付近に配され）、且つ、作動角が小さい（点Ｑ１付近）。一方、車輪の操舵角が大きく、且つ、サスペンションのストロークが大きいと、摺動式等速自在継手１２０の軸方向移動量は大きくなり（すなわち、内部部品が外側継手部材１２１の継手開口側端部付近あるいは継手奥側端部付近に配され）、且つ、作動角が大きくなる（点Ｑ２、Ｑ３）。

このような摺動式等速自在継手の実施の動作を示す動作線Ｑの形状は車種によって異なる。例えば、ＡＴＶ（全地形対応車）等のようにオフロードを走行する車両では、乗り心地や悪路での走破性能の向上を図るためにサスペンションストロークを大きくする傾向にあり、これに伴って摺動式等速自在継手の角度変位及び軸方向変位が大きくなる。その結果、この種の車両に搭載される摺動式等速自在継手は、高角度域で大きな摺動量（軸方向移動量）が要求され、動作線Ｑが動作不能領域Ａ２に達することがある（点Ｑ３）。しかし、従来の摺動式等速自在継手の構造において、要求される動作線Ｑ全体を含むように可動領域Ａ１を設定すること、すなわち、動作不能領域Ａ２においても動作可能とすることは容易ではない。

例えば、図１８に点線で示すように外側継手部材１２１の軸方向寸法を短縮すれば、内部部品を継手奥側の端部に配した状態における作動角を大きくすることができるため、図１４の動作不能領域Ａ２を狭くする、あるいは無くす（動作不能領域Ａ２を可動領域Ａ１とする）ことができる。しかし、このように外側継手部材１２１の軸方向寸法を短縮すると、内部部品の継手開口側への軸方向移動量が小さくなるため（図１４の点線Ｒ参照）、動作線Ｑの継手開口側の端部Ｑ２が可動領域Ａ１から外れてしまう。このように、単に外側継手部材１２１の軸方向寸法を短縮するだけでは、摺動式等速自在継手の可動領域Ａ１を、要求される動作線Ｑ全体を含むように設定することはできない。

以上のような事情から、本発明は、摺動式等速自在継手の高角度域における、シャフトと外側継手部材との間の相対的な軸方向移動量を確保することを目的とする。

前記課題を解決するためになされた本発明は、外側継手部材と、前記外側継手部材に対して角度変位及び軸方向変位が許容された状態で前記外側継手部材の内周に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、前記内側継手部材の軸孔に一端が挿入されたシャフトとを備えた摺動式等速自在継手において、
前記内側継手部材と前記シャフトとが、トルク伝達可能で、且つ、軸方向の相対変位が許容された状態で結合されたことを特徴とする。

上記のように、内側継手部材とシャフトとの軸方向の相対変位を許容することで、これらの軸方向の相対変位分だけ、シャフトと外側継手部材とを相対的に軸方向移動させることが可能となる。すなわち、従来の摺動式等速自在継手では、外側継手部材と内部部品（例えば保持器）との摺動量によって、外側継手部材に対するシャフトの軸方向移動量が決まっていたが、本発明では、外側継手部材に対するシャフトの軸方向移動量を、外側継手部材と内部部品との摺動量だけでなく、内側継手部材とシャフトとの相対変位でも受け持つようにした。これにより、外側継手部材に対するシャフトの軸方向移動量を確保しながら、外側継手部材と内部部品との摺動量、すなわち、外側継手部材の軸方向寸法を短縮することが可能となる。このように、外側継手部材の軸方向寸法を短縮することで、内部部品を継手奥側端部付近までスライドさせたときに、シャフトと外側継手部材とが干渉して作動角が制限される事態を回避できるため、高角度域における、外側継手部材に対するシャフトの軸方向移動量を確保できる。

上記の摺動式等速自在継手によれば、例えば、最大作動角をとった状態で、シャフトを外側継手部材に対して継手奥側端部まで軸方向変位させることができる。具体的には、最大作動角をとった状態で、外側継手部材の内周に配された内部部品を外側継手部材の底面に当接するまで軸方向変位させることができる。

上記のように、シャフトと内側継手部材との間の軸方向の相対変位を許容すると、シャフトが、外側継手部材の内周に配された内部部品（シャフトを除く）から継手奥側に突出することがある。この状態で、内部部品が外側継手部材の底面付近に配されると、内部部品から継手奥側に突出したシャフトの端部が外側継手部材の底面に干渉するおそれがある。そこで、外側継手部材の底面が、内部部品が当接する係止面と、係止面の内周に設けられた凹部とを有し、係止面に対する凹部の軸方向深さを、内部部品から継手奥側へのシャフトの最大突出量よりも深くすることが好ましい。これにより、内部部品から突出したシャフトの端部と外側継手部材の底面との干渉を回避できる。

以上のように、本発明の摺動式等速自在継手によれば、高角度域における、シャフトと外側継手部材との間の相対的な軸方向移動量を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る摺動式等速自在継手を含むドライブシャフトの軸方向断面図である。 上記摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 上記摺動式等速自在継手の可動領域を示す図である。 図３の点Ｐ６における上記摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図３の点Ｐ７における上記摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図３の点Ｐ８における上記摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図３の点Ｐ９における上記摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図３の点Ｐ１０における上記摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図３の点Ｐ１１における上記摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図３の点Ｐ１２における上記摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図３の点Ｐ１３における上記摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 他の実施形態に係る摺動式等速自在継手の内部部品の軸方向断面図である。 従来の摺動式等速自在継手を含むドライブシャフトの軸方向断面図である。 図１３の摺動式等速自在継手の可動領域を示す図である。 図１４の点Ｐ１における従来の摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図１４の点Ｐ２における従来の摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図１４の点Ｐ３における従来の摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図１４の点Ｐ４における従来の摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。 図１４の点Ｐ５における従来の摺動式等速自在継手の軸方向断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すドライブシャフト１は、例えば、ＡＴＶ（全地形対応車）等のオフロードを走行する車両に設けられるものである。ドライブシャフト１は、インボード側（図中右側）に設けられた摺動式等速自在継手２と、アウトボード側（図中左側）に設けられた固定式等速自在継手３と、両等速自在継手２，３を連結する中間シャフト４（以下、単に「シャフト４」と言う。）とを備える。摺動式等速自在継手２は、軸方向変位および角度変位の両方を許容する。固定式等速自在継手３は、軸方向変位は許容せず、角度変位のみを許容する。インボード側の摺動式等速自在継手２はデファレンシャルギヤに連結され、アウトボード側の固定式等速自在継手３は車輪に連結される。尚、上記の摺動式等速自在継手２及びシャフト４が、本発明の一実施形態に係る摺動式等速自在継手を構成する。

摺動式等速自在継手２は、いわゆるダブルオフセット型の等速自在継手であり、外側継手部材２１と、内側継手部材２２と、外側継手部材２１と内側継手部材２２との間でトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のボール２３と、複数のボール２３を保持する保持器２４とを備える。ボール２３の数は任意であり、例えば６個あるいは８個とされる。本実施形態の摺動式等速自在継手２は、オフロードを走行する車両に設けられるため最大作動角が大きく、例えば３０°以上、あるいは３５°以上に設定される。

外側継手部材２１は、アウトボード側が開口したカップ状のマウス部２１ａと、マウス部２１ａの底部からインボード側に延びるステム部２１ｂとを一体に有する。ステム部２１ｂのインボード側端部の外周面には、デファレンシャルギヤのスプライン穴に挿入されるスプライン２１ｅが設けられる。

図２に示すように、マウス部２１ａの円筒状の内周面２１ｃには、軸方向に延びる複数の直線状のトラック溝２１ｄが設けられる。マウス部２１ａの底面には、外周部に設けられた係止面２１ｇと、係止面２１ｇの内周に設けられ、係止面２１ｇよりもインボード側に凹んだ凹部２１ｉとが形成される。凹部２１ｉは、軸心に行くほど浅くなっており、図示例では断面略円弧状を成している。マウス部２１ａの内周面の開口側端部付近には環状溝２１ｈが形成され、この環状溝２１ｈに止め輪２７が装着される。止め輪２７は、トラック溝２１ｄの半径方向領域内に配される。止め輪２７にボール２３が当接することで、ボール２３のそれ以上インボード側への移動が規制される。

内側継手部材２２の軸心には、シャフト４が挿入される軸孔が設けられ、この軸孔の内周面に雌スプライン２６が形成される。内側継手部材２２の球面状の外周面２２ａには、軸方向に延びる複数の直線状のトラック溝２２ｂが設けられる。

外側継手部材２１のトラック溝２１ｄと内側継手部材２２のトラック溝２２ｂとが半径方向で対向して複数のボールトラックが形成される。各ボールトラックにはボール２３が一個ずつ配される。

保持器２４は、ボール２３を保持する複数のポケット２４ａを有する。保持器２４の外周面には、外側継手部材２１の円筒状の内周面２１ｃと摺接する球面部２４ｂと、球面部２４ｂの軸方向両端部から接線方向に延びる円すい部２４ｃとが設けられる。球面部２４ｂと外側継手部材２１の円筒状の内周面２１ｃとが軸方向に摺動することで、外側継手部材２１と内側継手部材２２との間の軸方向変位が許容される。円すい部２４ｃは、摺動式等速自在継手２が最大作動角を取ったときに、外側継手部材２１の内周面２１ｃと線接触して、それ以上作動角が大きくなることを規制するストッパとして機能する。保持器２４の軸心に対する円すい部２４ｃの傾斜角度θは、摺動式等速自在継手２の最大作動角の１／２の値に設定される。保持器２４の内周面には、内側継手部材２２の球面状の外周面２２ａと摺接する球面部２４ｄが設けられる。

保持器２４の外周面の球面部２４ｂの曲率中心Ｏ１と、保持器２４の内周面の球面部２４ｄの曲率中心Ｏ２（すなわち、内側継手部材２２の球面状外周面２２ａの曲率中心）は、継手中心Ｏに対して軸方向反対側に等距離だけオフセットしている。図示例では、保持器２４の外周面の球面部２４ｂの曲率中心Ｏ１が継手中心Ｏに対してインボード側（継手奥側）にオフセットし、保持器２４の内周面の球面部２４ｄの曲率中心Ｏ２が継手中心Ｏに対してアウトボード側（継手開口側）にオフセットしている。これにより、任意の作動角において、保持器２４で保持されたボール２３が常に作動角の二等分面内に配置され、外側継手部材２１と内側継手部材２２との間での等速性が確保される。

図１に示すように、固定式等速自在継手３は、ツェッパ型の等速自在継手であり、外側継手部材３１と、外側継手部材３１の内周に配された内側継手部材３２と、外側継手部材３１と内側継手部材３２との間でトルクを伝達する複数のボール３３と、複数のボール３３を保持する保持器３４とを備える。外側継手部材３１の球面状の内周面は保持器３４の球面状の外周面と摺接し、保持器３４の球面状の内周面は内側継手部材３２の球面状の外周面と摺接する。これにより、内側継手部材３２は、外側継手部材３１に対して角度角度変位は許容され、軸方向変位は許容されない。固定式等速自在継手３は、公知のツェッパ型の等速自在継手と同様の構成を有するため、上記以外の詳細な説明は省略する。

シャフト４としては、中空シャフト、あるいは、中実シャフトの何れでも使用することができる。シャフト４のインボード側端部は、摺動式等速自在継手２の内側継手部材２２の軸孔に挿入される。シャフト４のインボード側端部に形成された雄スプライン４１と、摺動式等速自在継手２の内側継手部材２２の軸孔に形成された雌スプライン２６とが嵌合することで、両者がトルク伝達可能に結合される。摺動式等速自在継手２の外側継手部材２１の外周面とシャフト４の外周面との間には、蛇腹状ブーツ２５がブーツバンドにより取り付け固定されている。継手内部（外側継手部材２１とブーツ２５とで密封された空間）には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。

シャフト４のアウトボード側端部は、固定式等速自在継手３の内側継手部材３２の軸孔に挿入される。シャフト４のアウトボード側端部に形成された雄スプライン４２と、固定式等速自在継手３の内側継手部材３２の軸孔に形成された雌スプライン３６とが嵌合することで、両者がトルク伝達可能に結合される。内側継手部材３２は、止め輪３７により、シャフト４に対して軸方向移動不能な状態で固定される。固定式等速自在継手３の外側継手部材３１の外周面とシャフト４の外周面との間には、蛇腹状ブーツ３５がブーツバンドにより取り付け固定されている。継手内部（外側継手部材３１とブーツ３５とで密封された空間）には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。

ここで、本発明の特徴的構成である、摺動式等速自在継手２の内側継手部材２２とシャフト４との嵌合摺動構造について説明する。

摺動式等速自在継手２の内側継手部材２２とシャフト４とは、軸方向に相対変位可能な構造で嵌合している。本実施形態では、シャフト４に形成された雄スプライン４１の軸方向寸法が、内側継手部材２２に形成された雌スプライン２６の軸方向寸法よりも大きく、且つ、両スプライン４１、２６が隙間を介して嵌合している。両スプライン４１、２６の間には、継手内部に封入されたグリースが介在している。内側継手部材２２の雌スプライン２６とシャフト４の雄スプライン４１とが摺動することで、シャフト４が内側継手部材２２に対して軸方向変位可能とされる。

図２に示すように、シャフト４の雄スプライン４１のインボード側端部付近には環状溝４３が形成され、この環状溝４３に止め輪４４が装着されている。止め輪４４により、内側継手部材２２のシャフト４に対するインボード側への軸方向移動が規制される。また、シャフト４のうち、雄スプライン４１のアウトボード側に隣接する位置には、内側継手部材２２のアウトボード側の端面（特に、雌スプライン２６のアウトボード側の端面）と軸方向に対向する肩面４５が形成される。この肩面４５により、内側継手部材２２のシャフト４に対するアウトボード側への軸方向移動が規制される。すなわち、内側継手部材２２は、止め輪４４と肩面４５との間でシャフト４に対して軸方向移動可能とされる。図２に示す内側継手部材２２は、シャフト４の止め輪４４と肩面４５との軸方向間に配され、止め輪４４及び肩面４５の何れにも当接していない（図２に示す内側継手部材２２のシャフト４に対する軸方向位置を「中立位置」と言う。）。中立位置に配された内側継手部材２２のインボード側の端面と止め輪４４との軸方向距離Ｌ１と、内側継手部材２２のアウトボード側の端面とシャフト４の肩面４５との軸方向距離Ｌ２との合計量が、シャフト４に対する内側継手部材２２の軸方向移動量ΔＬ（＝Ｌ１＋Ｌ２）となる。

このように、シャフト４と内側継手部材２２との相対的な軸方向移動を許容することで、これらの相対的な軸方向移動量ΔＬの分だけ、シャフト４を外側継手部材２１に対して軸方向移動させることができる。また、保持器２４の外周面と外側継手部材２１の内周面とが軸方向に摺動することにより、シャフト４を外側継手部材２１に対して軸方向移動させることができる。以上のように、本実施形態では、シャフト４の外側継手部材２１に対する軸方向移動量を、保持器２４と外側継手部材２１との摺動量と、シャフト４と内側継手部材２２との相対的な軸方向移動量（すなわち、雌スプライン２６と雄スプライン４１との摺動量）とで分担して受け持っている。

図３は、上記の摺動式等速自在継手２の可動領域を示す。点Ｐ８、点Ｐ９、点Ｐ１２、及び点Ｐ１３で囲まれた領域（細かいハッチングを付した領域）は、内側継手部材２２をシャフト４に対して中立位置に固定した状態で移動可能な第１可動領域Ａ３である。点Ｐ６、点Ｐ７、点Ｐ９、及び点Ｐ８で囲まれた領域（粗いハッチングを付した領域）、及び、点Ｐ１０、点Ｐ１１、点Ｐ１３、及び点Ｐ１２で囲まれた領域（粗いハッチングを付した領域）は、内側継手部材２２をシャフト４に対して軸方向移動させることで実現可能な第２可動領域Ａ４、Ａ５である。以下、図４～１１を用いて、各点における摺動式等速自在継手２の動作を説明する。

点Ｐ８は、図６に示すように、作動角が０°で、且つ、ボール２３が止め輪２７に当接した状態を示す。この状態では、内側継手部材２２は、シャフト４の止め輪４４と肩面４５との軸方向間の中立位置に配され、止め輪４４及び肩面４５の何れにも当接していない。

図６に示す状態（点Ｐ８）から、内側継手部材２２をシャフト４に対して中立位置に配したまま、何れかのボール２３を止め輪２７に当接させた状態で作動角を大きくすると、図７に示すように、保持器２４の円すい部２４ｃが外側継手部材２１の内周面２１ｃに当接して、最大作動角となる（点Ｐ９）。

図７に示す状態（点Ｐ９）から、内側継手部材２２をシャフト４に対して中立位置に配したまま、シャフト４がインボード側に押し込まれると、シャフト４、内側継手部材２２、ボール２３、及び保持器２４がインボード側にスライドし、図１０に示すように、保持器２４が外側継手部材２１の底面の係止面２１ｇに当接する（図３の点Ｐ１２）。本実施形態では、保持器２４が外側継手部材２１の底面の係止面２１ｇに当接すると同時に、シャフト４が外側継手部材２１の開口端部２１ｆに当接する。

また、図６に示す状態（点Ｐ８）から、内側継手部材２２をシャフト４に対して中立位置に配し、且つ、作動角０°のままシャフト４をインボード側にスライドさせると、図１１に示すように、保持器２４のインボード側の端部の全周が外側継手部材の底面の係止面２１ｇに当接する（点Ｐ１３）。

以上のように、内側継手部材２２がシャフト４に対して中立位置に配された状態では、シャフト４が、外側継手部材２１に対して、図３の第１可動領域Ａ３（細かいハッチングを付した領域）内の軸方向移動量及び作動角をとることができる。本実施形態では、内側継手部材２２とシャフト４との軸方向変位を許容することにより、シャフト４が、外側継手部材２１に対して、上記の第１可動領域Ａ３に加えて、第２可動領域Ａ４、Ａ５（粗いハッチングを付した領域）内の軸方向移動量及び作動角をとることができる。以下、この点を詳しく説明する。

図６に示す状態（点Ｐ８）からシャフト４がアウトボード側に引っ張られると、図４に示すように、シャフト４の雄スプライン４１と内側継手部材２２の雌スプライン２６とが摺動しながら、シャフト４が内側継手部材２２に対してアウトボード側に移動する（点Ｐ６）。また、図７に示す状態（点Ｐ９）からシャフト４がアウトボード側に引っ張られると、図５に示すように、シャフト４の雄スプライン４１と内側継手部材２２の雌スプライン２６とが摺動しながら、シャフト４が内側継手部材２２に対してアウトボード側に移動する（点Ｐ７）。何れの場合も、内側継手部材２２のインボード側の端面に止め輪４４が当接することにより、シャフト４の内側継手部材２２に対するアウトボード側への軸方向移動が規制される。このように、内側継手部材２２とシャフト４との相対的な軸方向移動を許容することで、シャフト４を、第１可動領域Ａ３よりもさらにアウトボード側に軸方向移動させることができ、この領域が第２可動領域Ａ４となる。

図１１に示す状態（点Ｐ１３）からシャフト４がインボード側に押し込まれると、シャフト４の雄スプライン４１と内側継手部材２２の雌スプライン２６とが摺動しながら、図９に示すようにシャフト４が内側継手部材２２に対してインボード側に移動する（点Ｐ１１）。また、図１０に示す状態（点Ｐ１２）からシャフトがインボード側に押し込まれると、シャフト４の雄スプライン４１と内側継手部材２２の雌スプライン２６とが摺動しながら、図８に示すようにシャフト４が内側継手部材２２に対してインボード側に移動する（点Ｐ１０）。何れの場合も、内側継手部材２２のアウトボード側の端面に肩面４５が当接することにより、シャフト４の内側継手部材２２に対するインボード側への軸方向移動が規制される。このように、内側継手部材２２とシャフト４との相対的に軸方向移動を許容することで、シャフト４を、第１可動領域Ａ３よりもさらにインボード側に軸方向移動させることができ、この領域が第２可動領域Ａ５となる。

以上のように、本実施形態の摺動式等速自在継手２では、シャフト４の外側継手部材２１に対する軸方向移動量Ｌ４（図３参照）を、保持器２４と外側継手部材２１との摺動による第１可動領域Ａ３と、内側継手部材２２とシャフト４との相対的な軸方向移動による第２可動領域Ａ４、Ａ５とで分担して受け持つようにした。これにより、シャフト４の外側継手部材２１に対する軸方向移動量Ｌ４を、図１４に示す従来品の軸方向移動量Ｌ４’と等しい値に維持しながら、第１可動領域Ａ３による軸方向移動量が小さくなるため、図２に示す外側継手部材２１の軸方向寸法Ｌ３を、図１５に示す従来品の外側継手部材１２１の軸方向寸法Ｌ３’よりも短くすることができる。

外側継手部材２１の軸方向寸法Ｌ３が短くなることで、図１０に示すように保持器２４を外側継手部材２１の底面の係止面２１ｇに当接させた状態で、シャフト４を最大作動角まで屈曲させることができる。そして、この状態から、図８に示すようにシャフト４を内側継手部材２２に対してスライドさせてインボード側に押し込むことができるため、シャフト４の軸方向移動量を確保することができる。すなわち、従来品では動作不能領域Ａ２（図１４参照）であった領域が、上記の摺動式等速自在継手２では可動領域となるため、高角度域での軸方向移動量を確保することができる。これにより、要求される動作線Ｑ（図３の点線参照）全体を含むように、可動領域Ａ３～Ａ５を設定することが可能となる。このように、摺動式等速自在継手の可動領域を広げることで、車両のサスペンションストロークの増大により乗り心地が改善されると共に、足回りのレイアウトの自由度が広がり、また、悪路での走破性能を上げることが可能となる。

ところで、シャフト４を内側継手部材２２に対してインボード側に軸方向移動させると、シャフト４が内側継手部材２２からインボード側に大きく突出する。本実施形態では、シャフト４が、外側継手部材２１の内周に配された内部部品（内側継手部材２２、ボール２３、及び保持器２４）、特に保持器２４よりもインボード側に突出可能とされる。このため、図８及び図９に示すように内部部品が外側継手部材２１の底面付近に配されると、内部部品から突出したシャフト４のインボード側端部が外側継手部材２１の底面に干渉することが懸念される。

本実施形態では、外側継手部材２１の底面の係止面２１ｇの内周に凹部２１ｉが設けられている。図９に示すように、係止面２１ｇに対する凹部２１ｉの深さＤ１が、保持器２４からインボード側へのシャフト４の最大突出量Ｄ２よりも深い。上記のような凹部２１ｉを設けることで、シャフト４のインボード側の端部が外側継手部材２１の底面に干渉することが回避される。

本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については重複説明を省略する。

本発明は、ダブルオフセット型の等速自在継手に限らず、他の摺動式等速自在継手（例えば、トリポード型等速自在継手や、クロスグルーブ型等速自在継手）にも適用可能である。例えば、図１２に、本発明を適用したトリポード型の摺動式等速自在継手の内部部品及びシャフト４を示す。トリポード部材５１は、雌スプライン２６を有するボス部５３と、ボス部５３から半径方向外方に突出した３本の脚軸５４とを有する。このトリポード部材５１が内側継手部材となる。各脚軸５４の外周には、針状ころ５５を介してローラ５２が配され、このローラ５２がトルク伝達部材となる。図示しない外側継手部材には、軸方向に延びる直線状の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝内にローラ５２が配される。トリポード部材５１は、シャフト４の止め輪４４と肩面４５との軸方向間で、シャフト４に対して軸方向移動可能とされる。シャフト４のインボード側（図中右側）の端部は、内部部品（トリポード部材５１、ローラ５２、及び針状ころ５５）、特にローラ５２よりもインボード側に突出可能とされる。

本発明は、車両のドライブシャフトに設けられた摺動式等速自在継手に限らず、車両のプロペラシャフトに設けられた摺動式等速自在継手や、産業機械等の動力伝達シャフトに設けられる摺動式等速自在継手に適用することもできる。

１ ドライブシャフト
２ 摺動式等速自在継手
３ 固定式等速自在継手
４ シャフト（中間シャフト）
２１ 外側継手部材
２２ 内側継手部材
２３ ボール
２４ 保持器
２５ ブーツ
２６ 雌スプライン
４１ 雄スプライン
Ａ１ 可動領域
Ａ２ 動作不能領域
Ａ３ 第１可動領域
Ａ４、Ａ５ 第２可動領域
Ｑ 動作線

Claims (5)

1. 外側継手部材と、前記外側継手部材に対して角度変位及び軸方向変位が許容された状態で前記外側継手部材の内周に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、前記内側継手部材の軸孔に一端が挿入されたシャフトとを備えた摺動式等速自在継手において、
   前記内側継手部材と前記シャフトとが、トルク伝達可能で、且つ、軸方向の相対変位が許容された状態で結合されたことを特徴とする摺動式等速自在継手。
2. 最大作動角をとった状態で、前記シャフトを前記外側継手部材に対して継手奥側端部まで軸方向変位可能とした請求項１に記載の摺動式等速自在継手。
3. 最大作動角をとった状態で、前記外側継手部材の内周に配された内部部品を、前記外側継手部材の底面に当接するまで軸方向変位可能とした請求項１に記載の摺動式等速自在継手。
4. 前記シャフトが、前記外側継手部材の内周に配された内部部品から継手奥側に突出可能であり、
   前記外側継手部材の底面が、前記内部部品が当接する係止面と、前記係止面の内周に設けられた凹部とを有し、
   前記係止面に対する前記凹部の軸方向深さが、前記内部部品から継手奥側への前記シャフトの最大突出量よりも深い請求項１～３の何れか１項に記載の摺動式等速自在継手。
5. 請求項１～３の何れか１項に記載の摺動式等速自在継手と、
   外側継手部材、前記外側継手部材に対して角度変位が許容され、軸方向変位が許容されない状態で前記外側継手部材の内周に配された内側継手部材、及び、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でトルクを伝達するトルク伝達部材を有する固定式等速自在継手とを備え、
   前記固定式等速自在継手の内側継手部材の軸孔に前記シャフトの他端が挿入され、
   前記固定式等速自在継手の内側継手部材と前記シャフトとが、トルク伝達可能で、且つ、軸方向に相対変位不能な状態で結合されたドライブシャフト。
   

Images