JP4729445B2 - 等速継手 - Google Patents

Description

この発明は、等速継手に関し、より特定的には、中空シャフトを有する等速継手に関するものである。

従来、等速継手は、たとえば特開２０００−７４０８３号公報（特許文献１）に開示されている。
特開２０００−７４０８３号公報

従来の技術では、ステム部に軸方向貫通孔を設け、貫通孔を経由し、中間軸に設けられた治具受け孔を治具で押すことで、アウターボード側ジョイントを外すことなく中間軸を離脱可能としたドライブシャフトが開示されている。

しかしながら、従来の技術ではステムを中空化すると、ステムを支えるベアリング等を大径化する必要があり、アウターレース側の径が大きくなって、これを支持するベアリング等が大型化するという問題があった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、小型化が可能な等速継手を提供することを目的とする。

この発明に従った等速継手は、中空で一方端部と他方端部とを有する、軸方向に延びるシャフトと、前記シャフトの一方端部の外周面に嵌まり合うインナーレースと、前記シャフトの中空空間内に挿入されて前記シャフトの一方端部と前記インナーレースとを係合させる係合部材とを備え、前記シャフトの他方端部から前記中空空間に治具を挿入して、治具を係合部材に係合させた状態で治具を他方端部側へ移動させることで前記係合部材を取り外すことが可能であり、前記係合部材は、軸方向に対して傾斜する脚部を有し、前記脚部には第一凹部または第一凸部が設けられており、前記シャフトには前記第一凹部または第一凸部と嵌まり合う、第二凸部または第二凹部が設けられている。

このように構成された等速継手では、シャフトの他方端部から中空空間に治具を挿入することで係合部材を取外すことができ、インナーレースに係合するシャフトの中空空間を利用して係合部材を取外している。そのため、アウターレース側が大径化することなく、等速継手の大型化を抑制することができる。

好ましくは、前記係合部材の脚部は通常状態で四方に開いている。
好ましくは、前記係合部材と治具とが螺合可能である。
好ましくは、前記係合部材は、前記シャフトの半径方向に広がるように付勢されている。
この発明の別の局面に従った等速継手は、中空で一方端部と他方端部を有し、半径方向に拡張することが可能なシャフトと、前記シャフトの一方端部の外周面に嵌まり合うインナーレースと、前記シャフトの中空空間内に挿入されて前記シャフトの一方端部を半径方向に拡張させることで前記シャフトを前記インナーレースに係合させる拡張部材とを備え、前記シャフトの他方端部から前記中空空間に治具を挿入して、治具を拡張部材に係合させた状態で治具を他方端部側へ移動させることで前記拡張部材を取り外すことが可能である。
好ましくは、前記シャフトと前記治具とが螺合可能である。

このように構成された等速継手では、シャフトの他方端部から中空空間に治具を挿入することで拡張部材を取外すことが可能であるため、アウターレース側を大径化する必要がない。その結果、等速継手の大型化を抑制することができる。

この発明に従えば、大型化を抑制できる等速継手を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各々の実施の形態を組合せることも可能である。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った等速継手の断面図である。図１を参照して、等速継手としてのバーフィールドジョイント１は、シャフト１０と、シャフト１０にスプライン嵌合するインナーレース２０と、インナーレース２０と接触するボール３０と、ボール３０を保持するケージ４０と、ボール３０と接触するアウターレース５０と、アウターレース５０に接続されるシャフト９０とを有する。インナーレース２０、ボール３０およびアウターレース５０は図示しないブーツにより覆われる。

この実施の形態ではバーフィールドジョイントの例を示しているが、これに限られずインナーレース２０とシャフト１０とが係合している別の等速継手であってもよい。たとえば、トリポートジョイント、ワイスジョイント、クロスグルーブジョイントなどに本発明を適用することが可能である。

ボール３０はインナーレース２０の溝２８とアウターレース５０の溝５１とにより案内され、シャフト１０，９０のなす角度を二等分する面上に並ぶように配置される。

シャフト１０の一方端部１２からは係合部材の脚部６５が露出し、脚部６５の先端部６２がインナーレース２０の傾斜面であるテーパ面２２と当接している。

図２は、図１中のＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図２を参照して、シャフト１０は中空空間１１を有し、中空空間１１はシャフト１０の長手方向に沿って一方端部１２から他方端部１９まで延びている。

シャフト１０の一方端部１２側では、中空空間１１内に凹部１３が設けられており、凹部１３は係合部材６０に嵌まり合っている。

中空のシャフト１０では、一方端部１２側の外周面１５にスプラインが形成され、このスプラインがインナーレース２０に嵌まり合っている。一方端部１２に近づくにつれて中空空間１１の内径φが大きくなっている。

中空空間１１に設けられた凹部１３が係合部材６０の突出部６１と係合している。なお、この実施の形態では中空空間１１に凹部１３が設けられ、係合部材６０に突出部６１が設けられているが、これとは逆の構造とされてもよい。すなわち、中空空間１１に突出部が形成され、係合部材６０に凹部が形成され、この突出部と凹部とが互いに係合してもよい。

インナーレース２０はシャフト１０の外周側に設けられ、インナーレース２０の内周面２１にはスプラインが形成され、このスプラインがシャフト１０の外周面１５と噛み合っている。インナーレース２０の端部がテーパ面２２となっており、テーパ面２２は円錐面状である。インナーレース２０はシャフト１０に対してスプライン嵌合しているため、シャフト１０から取外されることが可能である。

係合部材６０はシャフト１０とインナーレース２０とを係合させるための部材であり、複数本の脚部６５を有する。脚部６５は外周側へ広がるように付勢されており、この付勢力により、脚部６５に設けられた突出部６１がシャフト１０の凹部１３と嵌まり合う。係合部材６０は弾性力を付与するため、たとえばばね鋼により構成されていてもよい。係合部材６０の先端部６２がテーパ面２２に押付けられているため、テーパ面２２と先端部６２との間に大きな摩擦力が発生する。係合部材６０の先端部６２がインナーレース２０と係合し、係合部材６０の突出部６１がシャフト１０と係合している。すなわち、係合部材６０を介してインナーレース２０とシャフト１０とが係合しているため、インナーレース２０がシャフト１０から抜け落ちることを防止できる。係合部材６０の他方端部１９側ではねじ孔６３が設けられている。

抜き用の治具６９の先端部にねじ山６４が設けられている。ねじ山６４をねじ孔６５に螺合させ、ねじ山６４とねじ溝６５とを螺合させた状態で係合部材６０を引抜くと、係合部材６０において、突出部６１と凹部１３との係合が外れる。また、テーパ面２２と先端部６２との係合も外れる。これにより、係合部材６０とインナーレース２０との係合を解除することができ、インナーレース２０からシャフト１０を引抜くことが可能である。

治具６９はシャフト１０をインナーレース２０から引抜くときに用いられる。治具６９は他方端部１９側から挿入され、先端のねじ山６４がねじ孔６３に螺合して係合部材６０を引抜くことが可能である。中間シャフトとしてのシャフト１０は一方端部１２から他方端部１９まで中空形状が繋がっており、治具６９を挿入することが可能である。

図３は、閉じた状態の係合部材の模式図である。図３を参照して、閉じられた状態では、係合部材６０を構成する複数本の脚部６５がそれぞれ同じ方向に延びるように位置している。

図４は、図３中のＩＶで示す方向から見た係合部材の平面図である。図４を参照して、脚部６５は４本設けられるが、この数は特に限定されるものではなく、さらに多く、または少ない脚部６５を設けてもよい。

図５は、開いた状態の係合部材の模式図である。図５を参照して、係合部材６０は通常は四方に開いている。大きく開いた脚部６５が圧縮されて中空空間１１に挿入され、脚部６５の先端部６２がテーパ面２２と係合し、突出部６１が凹部１３と係合する。脚部６５の広がりが圧縮された状態で係合するために、脚部６５は外周側へ広がり、脚部６５が外周側へ付勢される。

図６は、この発明の実施の形態１に従ったバーフィールドジョイントが適用されるハブ装置の断面図である。図６を参照して、アウターレース５０がハブ７３に接触している。ハブ７３をハブボルト７５が貫通している。ハブ７３とアウターレース５０の外側にはボール７２が配置され、ボール７２はアウターレース７１により保持されている。ハブ７３のハブボルト７５にはホイルが取付けられる。ホイルから伝えられる荷重がボール７２を介してアウターレース７１で保持される。バーフィールドジョイント１は、アウターレース５０とアウターレース５０の溝５１と接触するボール３０と、ボール３０を保持するケージ４０と、ボール３０と接触するインナーレース２０と、インナーレース２０の回転中心となるシャフト１０と、シャフト１０にインナーレース２０を固定するための係合部材の脚部６５とを有する。

実施の形態１に従った等速継手としてのバーフィールドジョイント１は、中空で一方端部１２を有するシャフト１０と、シャフト１０の一方端部１２の外周面１５に嵌まり合うインナーレース２０と、シャフト１０の中空空間１１内に挿入されシャフト１０の一方端部１２およびインナーレース２０を係合させる係合部材６０とを備える。シャフト１０の他方端部１９から中空空間１１に治具６９を挿入することで係合部材６０を取外すことが可能である。係合部材６０はシャフト１０の半径方向に広がるように付勢されている。

このように構成されたバーフィールドジョイント１では、他方端部１９側から係合部材６０を抜き取ることが可能であるため、アウターレース側を大径化する必要がない。その結果、大型化を抑制しつつ、容易にインナーレースをシャフトから取外せるバーフィールドジョイントを提供することができる。

（実施の形態２）
図７は、この発明の実施の形態２に従ったバーフィールドジョイントの断面図である。図７を参照して、この発明の実施の形態２に従ったバーフィールドジョイント１では、シャフト１０の先端部１８が径方向に拡張可能に構成されており、この先端部１８を押圧シャフト８０が内周側から押圧する。これにより、先端部１８が外径方向へ広がり、先端部１８がインナーレース２０を押圧する。インナーレース２０は、先端部１８と凸部１７の両方に接触することで軸方向に抜けることを防止している。シャフト１０は先割れ構造を有し、その先端部１８を弾性変形させることでインナーレース２０を固定し、インナーレース２０が抜けないようにしている。

押圧シャフト８０の先端部８１は球形状であり、先端部１８を押圧するのに適した形状とされる。なお、先端部８１は必ずしも球形状である必要はなく、円錐形状または円錐台形状であってもよい。

シャフト１０の他方端部１９側ではスナップリング８８により押圧シャフト８０が止められている。スナップリング８８は取外し可能であり、スナップリング８８を取外せば押圧シャフト８０を引抜くことが可能である。

押圧シャフト８０の端部にはねじ孔８７が設けられており、ねじ孔８７に治具が螺合することで押圧シャフト８０を差込むか、または引抜くことが可能である。

この実施の形態では、押圧シャフト８０はシャフト１０の中空空間１１の一方端部１２から他方端部１９まで延びているが、必ずしもここまで延びている必要はない。具体的には、押圧シャフト８０の先端部８１はシャフト１０の先端部１８を押圧して外方向へ広げる必要があるため一方端部１２側まで延びているが、ねじ孔８７はシャフト１０の他方端部１９側まで延びている必要は必ずしもない。

また、この実施の形態では押圧シャフト８０にねじ孔を設けているが、押圧シャフト８０側にねじ山を設け、これと螺合する形状の治具を用いて押圧シャフト８０を引抜いてもよい。

図８は、組付け時のバーフィールドジョイントの断面図である。図８を参照して、組付け時には、インナーレース２０の内周面２１にシャフト１０の外周面１５を嵌め合う。このとき、シャフト１０の先端部１８は外径方向に広がっておらず、シャフト１０の先端部の外径は一定である。この状態を保つことでシャフト１０の一方端部１２側をインナーレース２０の内周面２１に嵌め合わせることが可能である。

次に、一旦インナーレース２０の内周面２１にシャフト１０の外周面１５を嵌め合わせた後には、押圧シャフト８０を中空空間１１内に挿入し、押圧シャフト８０の先端部１８でシャフト１０の先端部１８を内周側から押圧する。これにより、先端部１８は外周方向へ広がり、先端部１８がインナーレース２０のテーパ面２２に係合する。

押圧シャフト８０のねじ孔８７は治具１６９のねじ山１６４と螺合しており、治具１６９により押圧シャフト８０の差込みがなされる。

図９は、分解時のバーフィールドジョイントの断面図である。図９を参照して、分解時には、治具１６９のねじ山１６４とねじ孔８７とを螺合させる。この状態で、治具１６９をインナーレース２０から遠ざかる方向に移動させると、治具１６９と螺合した押圧シャフト８０もインナーレース２０から遠ざかる方向へ移動する。これにより、押圧シャフト８０で押圧されることで外周方向へ広がっていた先端部１８が内周方向へ縮小する。それに伴い、インナーレース２０のテーパ面２２とシャフト１０の先端部１８との係合が解ける。このような係合が外れた状態でシャフト１０をインナーレース２０から引抜くことが可能である。

すなわち、実施の形態２に従ったバーフィールドジョイント１は、中空で一方端部１２を有するシャフト１０と、シャフト１０の一方端部１２の外周面１５に嵌まり合うインナーレース２０と、シャフト１０の中空空間１１内に挿入されてシャフト１０の一方端部１２およびインナーレース２０を係合させる係合部材としての押圧シャフト８０とを備える。シャフト１０の他方端部１９から中空空間１１に治具１６９を挿入することで押圧シャフト８０を取外すことが可能である。バーフィールドジョイント１は、シャフト１０の中空空間１１に挿入されてシャフト１０の先端部１８を半径方向に拡張させる拡張部材としての押圧シャフト８０を備える。

このように構成された実施の形態２に従ったバーフィールドジョイント１でも、実施の形態１に従ったバーフィールドジョイント１と同様の効果がある。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１に従ったバーフィールドジョイントの断面図である。 図１中のＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。 閉じた状態の係合部材の模式図である。 図３中のＩＶで示す方向から見た係合部材の平面図である。 開いた状態の係合部材の模式図である。 この発明の実施の形態１に従ったバーフィールドジョイントが適用されるハブ装置の断面図である。 この発明の実施の形態２に従ったバーフィールドジョイントの断面図である。 組付け時のバーフィールドジョイントの断面図である。 分解時のバーフィールドジョイントの断面図である。

符号の説明

１ バーフィールドジョイント、１０，８０ シャフト、１１ 中空空間、１２ 一方端部、１５ 外周面、１７ 凸部、１８ 先端部、１９ 他方端部、２０ インナーレース、２１ 内周面、２２ テーパ面、２８，５１ 溝、３０ ボール、４０ ケージ、５０ アウターレース、６９，１６９ 治具。

Claims (6)

1. 中空で一方端部と他方端部とを有する、軸方向に延びるシャフトと、
   前記シャフトの一方端部の外周面に嵌まり合うインナーレースと、
   前記シャフトの中空空間内に挿入されて前記シャフトの一方端部と前記インナーレースとを係合させる係合部材とを備え、
   前記シャフトの他方端部から前記中空空間に治具を挿入して、治具を前記係合部材に係合させた状態で治具を他方端部側へ移動させることで前記係合部材を取り外すことが可能であり、
   前記係合部材は、軸方向に対して傾斜する脚部を有し、前記脚部には第一凹部または第一凸部が設けられており、前記シャフトには前記第一凹部または第一凸部と嵌まり合う、第二凸部または第二凹部が設けられている、等速継手。
2. 前記係合部材の脚部は通常状態で四方に開いている、請求項１に記載の等速継手。
3. 前記係合部材と前記治具とが螺合可能である、請求項１または２に記載の等速継手。
4. 前記係合部材は、前記シャフトの半径方向に広がるように付勢されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の等速継手。
5. 中空で一方端部と他方端部を有し、半径方向に拡張することが可能なシャフトと、
   前記シャフトの一方端部の外周面に嵌まり合うインナーレースと、
   前記シャフトの中空空間内に挿入されて前記シャフトの一方端部を半径方向に拡張させることで前記シャフトを前記インナーレースに係合させる拡張部材とを備え、
   前記シャフトの他方端部から前記中空空間に治具を挿入して、治具を拡張部材に係合させた状態で治具を他方端部側へ移動させることで前記拡張部材を取り外すことが可能である、等速継手。
6. 前記シャフトと前記治具とが螺合可能である、請求項５に記載の等速継手。

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