JP4808593B2

JP4808593B2 - スナップリング及びドライブシャフトの支持構造

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Publication number: JP4808593B2
Application number: JP2006301678A
Authority: JP
Inventors: 誠二川原
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2026-11-07
Also published as: JP2008115997A

Description

本発明は、スナップリング及びドライブシャフトの支持構造に関し、特に自動車や各種産業機器に使用されるシャフトを枢支する軸受（ベアリング）の固定に用いるのに最適なスナップリングに関するものである。

自動車や各種産業機械における動力伝達系に使用されるドライブシャフトを保持（支持）する場合、通常軸受（例えば、玉軸受）が使用される。そして、この軸受を固定する手段に一般的にスナップリングが使用される。

シャフト（軸）にスナップリングを装着する場合、一般的には、シャフトに環状の溝を形成し、この溝に嵌着する（特許文献１）。この際、溝深さよりもスナップリングの幅（断面における径方向長さ）を大きくして、スナップリングの外径側を溝よりも突出させ、この突出部で被固定部材を受けることになる。

ところで、スナップリング（止め輪）は、ＪＩＳＢ２８０４に規定されている。この規定のスナップリングは図３に示す形状とされている。すなわち、スナップリングは、一部が分断されてなる合口部１を有する環状体であり、合口部１側の分断端部２、２が幅広とされ、分断端部２、２から合口部１に対して１８０度反対側に向かって幅が大きくなる円弧部３、３を備える。このため、合口部１に対して１８０度反対側には幅広部４が形成される。なお、分断端部２、２には、このスナップリングを取付けたり取外したりする際に、工具を挿入するための孔部５が設けられている。また、特許文献１に記載のスナップリングも図３に示すスナップリングと同様、合口部１に対して１８０度反対側に向かって幅が大きくなる円弧部３、３を備える。
特開平９−３１０７０号公報

図３に示すようなスナップリングを軸（シャフト）の溝に嵌着する場合、拡径させることになる。すなわち、矢印Ａのように、分断端部２、２を相互に離間させる方向の拡径力を作用させることによって行う。すなわち、止め輪取付工具を分断端部２、２の孔部５、５に挿入して、分断端部２、２を相互に離間する方向に引っ張って拡径させ、この状態で、シャフトの溝に嵌入する。また、装着状態からスナップリングをシャフトから取り外す場合、同様に、止め輪取付工具を分断端部２、２の孔部５、５に挿入して、分断端部２、２を相互に離間する方向に引っ張って拡径させ、この状態で、スナップリングを溝から引き抜けばよい。

しかしながら、図３に示すようなスナップリングでは、円弧部３、３の分断端部２、２の近傍はその幅寸法が小さく、拡径力を作用させた際には、その幅狭部が塑性変形するおそれがある。このように、塑性変形すれば、溝に嵌合できなくなって、スナップリングとして機能させることができなくなる。

本発明は、上記課題に鑑みて、拡径させた際に生じる塑性変形を防止でき、長期にわたって安定して被固定物を位置決めや固定を行うことができるスナップリングを提供する。

本発明のスナップリングは、一部が分断されてなる合口部を有するスナップリングにおいて、自由状態での合口部を非スリット状の幅広開口部とし、かつ、合口部側に分断端部を形成し、前記合口部と直径方向に対向した位置に合口部対向部を形成すると共に、前記分断端部と合口部対向部以外の部分を均一幅部とし、前記分断端部及び合口部対向部を、外径側に膨出して幅寸法が前記均一幅部よりも大きい幅広部とし、周方向溝に内径部全周が嵌合した状態で少なくとも前記分断端部及び合口部対向部を被固定部材に当接させるものである。ここで、幅とは、断面におけるスナップリングの径方向寸法である。
本発明のスナップリングは、ドライブシャフトに外嵌した転がり軸受をスナップリングにより軸方向に固定したドライブシャフトの支持構造における前記スナップリングとして採用することができる。ドライブシャフトの支持構造は、ドライブシャフトに外嵌した転がり軸受をスナップリングにより軸方向に固定したドライブシャフトの支持構造において、スナップリングは一部が分断されてなる合口部を有し、自由状態での合口部を非スリット状の幅広開口部とし、かつ、合口部側に分断端部を形成し、前記合口部と直径方向に対向した位置に合口部対向部を形成すると共に、前記分断端部と合口部対向部以外の部分を均一幅部とし、前記分断端部及び合口部対向部を、外径側に膨出して幅寸法が前記均一幅部よりも大きい幅広部としたものであって、前記シャフトの周方向溝に内径部全周が嵌合されたスナップリングの少なくとも前記分断端部及び合口部対向部を前記転がり軸受の内輪の端面に当接させたものである。

本発明のスナップリングによれば、合口部と１８０度反対方向の合口部対向部以外を均一幅部としたので、装着時等の拡径作業において、作用する拡径力をほぼ全周にわたって均一に作用させることができる。また、両分断端部及び合口部対向部の幅寸法を均一幅部よりも大きくしたので、拡径力が付与される分断端部の剛性、および拡径力が受ける合口部対向部の剛性を大きくすることができる。

自由状態での合口部を非スリット状の幅広開口部とするのが好ましい。これによって、装着時の拡径量を少なくすることができる。すなわち、シャフトの溝にスナップリングを嵌合させる場合、合口部の開口幅をシャフトの溝径（溝の谷径）よりも大きくする必要があり、その拡径量が大きくなる。これに対して、合口部が幅広開口部であれば、拡径量が大きくとることなく、シャフトの溝径に合わせることができることになる。

幅広である両分断端部及び合口部対向部を周方向に沿って所定ピッチ（約１２０度ピッチ）にて配設されることになる。このため、このスナップリングを、シャフトに嵌着されて、このシャフトに外嵌される軸受の内輪の一端面を受けるようにすれば、周方向に沿って所定ピッチで配設される幅広部にて、軸受の内輪の一端面を受けることができる。

本発明は、装着時等の拡径作業において、作用する拡径力をほぼ全周にわたって均一に作用させることができる。このため、一部に過大な負荷が作用せず、装着時における塑性変形を防止でき、装着作業性に優れるとともに、被固定部材の位置決め機能や固定機能を長期にわたって安定して発揮できる。また、拡径力が付与される分断端部の剛性を大きくすることができ、安定した拡径力を付与することができる。さらに、合口部対向部の剛性を大きくすることができるので、安定した拡開作業を行うことができる。

合口部が幅広開口部であれば、拡径量が大きくとることなく、シャフトの溝径に合わせることができる。このため、拡径力が小さくて済み、装着時における塑性変形を一層防止できるとともに、装着作業性に優れる。

このスナップリングでは、周方向に沿って所定ピッチで配設される幅広部にて、軸受の内輪の一端面を受けることができる。このため、軸受を安定して受けることができ、このような軸受に最適となる。

以下本発明の実施の形態を図１と図２に基づいて説明する。図２はドライブシャフト１０を車体（図示省略）に回転自在に支持する軸受構造１１を示し、この軸受構造１１に本発明に係るスナップリング１２を用いている。この軸受構造１１は軸受（玉軸受）１３と、この軸受１３を受けるスナップリング１２とを備える。

ドライブシャフト（軸）１０は、軸受１３が外嵌される装着部１４と、装着部１４の反リング側に設けられる大径部１５と、装着部１４のリング側に設けられる小径部１６とを備える。また、大径部１５の装着部１４側にはテーパ部１７が設けられ、装着部１４には、大径部１５側に周方向凹部１８が設けられるとともに、小径部１６側にはテーパ部１９が設けられている。また、小径部１６の装着部１４側には周方向溝２０が設けられ、この周方向溝２０に前記スナップリング１２が嵌合される。

軸受１３は、内輪２１と、外輪２２と、この内輪２１と外輪２２との間に配設される複数個の転動体としてのボール２３とを備える。そして、軸受１３がシャフト１０の装着部１４に外嵌され、大径部１５の端面１５ａと、周方向溝２０に嵌合したスナップリング１２とで、内輪２１が挟持される。すなわち、このスナップリング１２は、内輪２１の一端面２１ａを受けることになる。なお、軸受１３の外輪２２は図示省略の車体側に固定される。これによって、このドライブシャフト１０が軸受構造１１を介して車体に回転自在に支持される。

スナップリング１２は、図１に示すように、一部が分断されてなる合口部２５を有するものである。すなわち、合口部２５側の両分断端部２６ａ、２６ｂと、合口部２５と１８０度反対方向の合口部対向部２７と、分断端部２６ａ、２６ｂと合口部対向部２７とを連結する扁平円弧部状の均一幅部２８ａ、２８ｂとを備える。ここで、幅とは、断面におけるこのスナップリングの径方向寸法である。

各分断部２６ａ、２６ｂは扁平矩形状片からなり、工具（このスナップリングを拡径させて取付けたり取外したりする工具）が挿入される孔部３０が設けられている。また、合口部対向部２７も扁平矩形状片からなる。

一方の均一幅部２８ａは、一方の分断端部２６ａの反合口部の端部内径側と、合口部対向部２７の分断端部２６ａ側の端部内径側とを連結するものであり、他方の均一幅部２８ｂは、他方の分断端部２６ｂの反合口部の端部内径側と、合口部対向部２７の分断端部２６ｂ側の端部内径側とを連結するものである。

このため、分断端部２６ａの内径面と、均一幅部２８ａの内径面と、合口部対向部２７の内径面と、均一幅部２８ｂの内径面と、分断端部２６ｂの内径面とが連続した円弧面（このスナップリング１２の内径面３１）を形成する。また、合口部対向部２７の外径部側及び分断端部２６ａ、２６ｂの外径部側が、均一幅部２８ａ、２８ｂの外径面が描く円弧面（このスナップリング１２の外径面３２）よりも外径側に突出している。この場合、スナップリング１２の内径面３１と外径面３２とを中心Ｏとする円弧面とすることによって、均一幅部２８ａ，２８ｂの幅寸法を全周にわたって同一に設定している。

このスナップリング１２は全周にわたって均一の肉厚とされ、図２に示すように、その厚さ寸法ｔ１を周方向溝２０の軸方向長さｔ２よりも僅かに小さく設定している。また、自由状態での内径寸法ｄ１を周方向溝２０の溝径ｄ３よりも僅かに小さく設定し、自由状態での外径寸法ｄ２をシャフト１０の小径部１６の外径寸法ｄ４よりも大きく設定する。

分断端部２６ａ，２６ｂの拡開角度θを、例えば５０°〜１６０°程度に設定する。すなわち、図３に示すような従来（規定）のスナップリングの合口部と相違して、非スリット状の幅広部としている。

次に、このスナップリング１２をシャフト１０に装着する方法を説明する。まず、軸受１３を小径部１６側から装着部１４に、軸受１３の内輪２１に他端面２１ｂ（大径部１５の端面１５ａに対向する面）に当接するまで圧入する。その後、スナップリング１２の各分断端部２６ａ、２６ｂを、矢印Ｂ、Ｂのように、離間する方向に引っ張ってこのスナップリング１２を拡径させる。すなわち、図示省略の止め輪取付工具を分断端部２６ａ、２６ｂの孔部３０、３０に挿入して、分断端部２６ａ、２６ｂを相互に離間する方向に引っ張って拡径させ、この状態で、シャフト１０の溝２０に嵌入する。

この場合、各分断端部２６ａ、２６ｂの離間幅Ｈをシャフト１０の周方向溝２０の溝径ｄ３よりも大きくして、この拡大した合口部２５を介して、このスナップリング１２を周方向溝２０に嵌入する。そして、この嵌入した状態で、前記引張り力を解除することによって、スナップリング１２を元の状態のように縮径させる。自由状態での内径寸法ｄ１を周方向溝２０の溝径ｄ３よりも僅かに小さく設定しているので、引張り力が解除された状態では、スナップリング１２の内径面が、周方向溝２０の溝底に密着する。また、スナップリング１２の軸受側の端面１２ａが軸受１３の内輪２１の一端面２１ａに圧接する。

これによって、大径部１５の端面１５ａと、周方向溝２０に嵌合したスナップリング１２とで、内輪２１が挟持される。軸受１３の位置決め及び固定が行われる。

なお、スナップリング１２を取外す場合にも、図示省略の止め輪取付工具を使用することになる。すなわち、止め輪取付工具を孔部３０、３０に挿入した状態で、分断端部２６ａ、２６ｂを離間する方向に引っ張って拡径させる。そして、各分断端部２６ａ、２６ｂの離間幅Ｈをシャフト１０の周方向溝２０の溝径ｄ３よりも大きくして、この拡大した合口部２５を介して、シャフト１０からスナップリング１２を引き抜けばよい。

本発明では、合口部２５と１８０度反対方向の合口部対向部２７以外を均一幅部としたので、装着時等の拡径作業において、作用する拡径力をほぼ全周にわたって均一に作用させることができる。このため、一部に過大な負荷が作用せず、装着時における塑性変形を防止できて拡張性（拡径性）に優れるとともに、被固定部材の位置決め機能や固定機能を長期にわたって安定して発揮できる。また、拡径力が付与される分断端部２６ａ、２６ｂの剛性を大きくすることができ、安定した拡径力を付与することができる。さらに、合口部対向部２７の剛性を大きくすることができるので、安定した拡開作業を行うことができる。

合口部２５が幅広開口部であれば、拡径量が大きくとることなく、軸１０の溝径に合わせることができることになる。このため、拡径力が小さくて済み、装着時における塑性変形を一層防止できるとともに、装着作業性（組立性）に優れる。

このスナップリング１２では、周方向に沿って所定ピッチで配設される幅広部にて、軸受１３の内輪２１の一端面２１ａを受けることができる。このため、軸受１３を安定して受けることができ、このような軸受１３に最適となる。

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、例えば、自由状態での合口部２５の拡開量としては、シャフト１０への装着及びシャフト１０からの取り外しを行うことができ、また、装着状態で外れない範囲で種々変更でき、図３に示す従来のシャフトのように合口部が幅狭のスリット状であってもよい。また、スナップリング１２の断面形状としても、扁平矩形状以外の円形、楕円形、三角形、矩形、五角形以上の多角形等の種々のものを採用できる。材質としても、バネ用鋼、バネ用ステンレス等の通常この種のスナップリングに使用するものを用いることができる。そして、使用する部位に応じて種々採用できる。

また、分断端部２６ａ、２６ｂや合口部対向部２７の形状や大きさとしても、このスナップリングの取付け・取り外しの操作が可能で、しかも、装着時（取付状態時）には拡径方向の外力が作用しない限りその装着状態の維持が可能であればよい。なお、このスナップリングを用いる部位としては、ドライブシャフトに限らず、他の種々の装置や工具に使用することができ、被固定部材として軸受に限るものではない。

本発明の実施形態のスナップリングの正面図である。前記スナップリングを使用した軸受構造の断面図である。従来のスナップリングの正面図である。

符号の説明

１０シャフト
１２スナップリング
１２ａ端面
１３軸受
２１内輪
２１ａ一端面
２５合口部
２６ａ、２６ｂ分断端部
２７合口部対向部
２８ａ、２８ｂ均一幅部

Claims

一部が分断されてなる合口部を有するスナップリングにおいて、自由状態での合口部を非スリット状の幅広開口部とし、かつ、合口部側に分断端部を形成し、前記合口部と直径方向に対向した位置に合口部対向部を形成すると共に、前記分断端部と合口部対向部以外の部分を均一幅部とし、前記分断端部及び合口部対向部を、外径側に膨出して幅寸法が前記均一幅部よりも大きい幅広部とし、周方向溝に内径部全周が嵌合した状態で少なくとも前記分断端部及び合口部対向部を被固定部材に当接させることを特徴とするスナップリング。
シャフトに嵌着されて、このシャフトに外嵌される軸受の内輪の一端面を、少なくとも前記分断端部及び合口部対向部にて受けることを特徴とする請求項１に記載のスナップリング。
ドライブシャフトに外嵌した転がり軸受をスナップリングにより軸方向に固定したドライブシャフトの支持構造において、スナップリングは一部が分断されてなる合口部を有し、自由状態での合口部を非スリット状の幅広開口部とし、かつ、合口部側に分断端部を形成し、前記合口部と直径方向に対向した位置に合口部対向部を形成すると共に、前記分断端部と合口部対向部以外の部分を均一幅部とし、前記分断端部及び合口部対向部を、外径側に膨出して幅寸法が前記均一幅部よりも大きい幅広部としたものであって、前記シャフトの周方向溝に内径部全周が嵌合されたスナップリングの少なくとも前記分断端部及び合口部対向部を前記転がり軸受の内輪の端面に当接させたことを特徴とするドライブシャフトの支持構造。