WO2019065715A1 - 等速自在継手 - Google Patents

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WO2019065715A1
WO2019065715A1 PCT/JP2018/035642 JP2018035642W WO2019065715A1 WO 2019065715 A1 WO2019065715 A1 WO 2019065715A1 JP 2018035642 W JP2018035642 W JP 2018035642W WO 2019065715 A1 WO2019065715 A1 WO 2019065715A1
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joint member
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transmission shaft
annular member
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雅司 船橋
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Ntn株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a constant velocity universal joint which is used in a power transmission system of an automobile or various industrial machines, and in particular, is incorporated into a propeller shaft of an automobile.
  • constant velocity universal joints which are used as means for transmitting rotational force from an engine of an automobile to wheels at constant speed
  • a fixed constant velocity universal joint and a sliding constant velocity universal joint.
  • These two constant velocity universal joints have a structure capable of connecting two shafts on the drive side and the driven side so that the two shafts can transmit rotational torque at a constant speed even at an operating angle.
  • a propeller shaft incorporated in an automobile needs to correspond to angular displacement and axial displacement due to a change in relative positional relationship between the transmission and the differential.
  • the propeller shaft is generally a fixed type constant velocity universal joint that allows only angular displacement on the transmission side, and a sliding type constant velocity universal joint that allows both axial displacement and angular displacement on the differential side. Equipped with a structure that connects both constant velocity universal joints by a propeller shaft.
  • the fixed type constant velocity universal joint comprises an outer joint member, an inner joint member, a plurality of balls and a cage.
  • a power transmission shaft which is an output shaft extending from the transmission, is coupled to an axial hole of the inner joint member so as to be capable of transmitting torque by spline fitting.
  • the power transmission shaft is secured to the inner joint member by a retaining ring.
  • the applicant of the present invention has previously proposed, for example, a constant velocity universal joint equipped with a detachment mechanism as disclosed in Patent Document 1 as a connection structure between the power transmission shaft and the constant velocity universal joint in the propeller shaft.
  • the detachable mechanism of Patent Document 1 is capable of moving radially in the radial direction outside of the cylindrical member externally inserted to the power transmission shaft, the diameter-reducible stop ring internally provided in the cylindrical member, and the stop ring
  • the push-in member disposed is provided, and the annular member axially movably disposed on the outer peripheral surface of the cylindrical member.
  • the inner joint member can be attached to and detached from the power transmission shaft by radially moving the push-in member exposed from the outer peripheral surface of the cylindrical member by axial movement of the annular member.
  • the drive shaft and the drive shaft are securely fixed and easily separated.
  • the inner joint member is provided with the locking groove and the cylindrical member is provided with the locking claw, and the locking claw of the cylindrical member is fitted into the locking groove of the inner coupling member.
  • it comprises the structure which connected the inner joint member and the cylindrical member.
  • an annular concave groove is formed on the power transmission shaft. It forms, and it is made to fit a snap ring in the ditch.
  • the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide a detachment mechanism capable of simplifying the shape of the cylindrical member and fixing the annular member without a retaining ring, etc. It is in providing a quick universal joint.
  • the constant velocity universal joint includes an outer joint member and an inner joint member transmitting torque while permitting angular displacement between the outer joint member and the torque transmission member, and the inner joint member
  • the power transmission shaft is coupled in a torque transmittable manner, and a detachment mechanism is provided between the inner joint member and the power transmission shaft for attaching and detaching the power transmission shaft to the inner joint member.
  • the detaching mechanism in the present invention is axially movably disposed on the outer periphery of the tubular member, the tubular member externally inserted on the power transmission shaft, the fixing member accommodated radially movably in the tubular member, and the outer periphery of the tubular member. And an annular member.
  • the fixing member in the cylindrical member is radially moved by axial movement of the annular member, so that the fixing member can be attached to and detached from the power transmission shaft.
  • the power transmission shaft and the inner joint member are fixed and separated.
  • the present invention provides a locking claw at the inner joint member side end of the annular member and a locking groove at the annular member side end of the inner joint member, The locking claw of the annular member is fitted in the locking groove of the inner joint member.
  • the locking claw is provided at the inner joint member side end of the annular member, and the locking groove is provided at the annular member side end of the inner joint member, thereby securing the power transmission shaft and the inner joint member.
  • the annular member is axially fixed by fitting the locking claw of the annular member into the locking groove of the inner joint member.
  • the fixing member is accommodated radially movably, and the shape of the tubular member disposed between the power transmission shaft and the annular member can be simplified.
  • the annular member can be fixed without the snap ring.
  • the annular joint end of the inner joint member is provided with an inclined portion for introducing the locking claw of the annular member into the locking groove while expanding the diameter of the locking claw.
  • the annular joint end of the inner joint member is provided with a slit for separating the locking claw of the annular member from the locking groove.
  • the detachment mechanism for attaching and detaching the power transmission shaft to and from the inner joint member is constituted by the cylindrical member, the fixing member and the annular member, the inner joint member and the power transmission shaft can be It can be fixed securely and easily separated. As a result, the degree of freedom in design of the desorption mechanism can be improved.
  • the shape of the tubular member can be simplified. As a result, the manufacturing of the cylindrical member becomes easy and the cost can be reduced, and the design for securing the pullout resistance of the power transmission shaft becomes easy.
  • the power transmission shaft is formed with a recessed groove and the fixing structure of the annular member in which the retaining ring is fitted in the recessed groove is unnecessary, the annular member can be fixed with a simple structure without the retaining ring. As a result, cost reduction and reduction in the number of parts are facilitated, and assemblability can be improved.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3; It is a front view showing the state before fitting the stop nail of an annular member in the stop slot of an inner side joint member.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 5 It is a front view which shows the state after making the latching claw of an annular member fit in the latching groove of an inner side coupling member.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 7; It is a front view which shows the state which has arrange
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 9; It is a front view which shows the state which pulled out the latching claw of the annular member from the slit part of the inner side coupling member.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG.
  • the Zeppa type constant velocity universal joint which is one of fixed type constant velocity universal joints incorporated into a propeller shaft for an automobile, is exemplified, but undercut free as another fixed type constant velocity universal joint
  • the invention is also applicable to a mold constant velocity joint (UJ).
  • the present invention is also applicable to a double offset constant velocity universal joint (DOJ) as a sliding constant velocity universal joint, a cross groove constant velocity universal joint (LJ), a tripod constant velocity universal joint (TJ), and the like.
  • DOJ double offset constant velocity universal joint
  • LJ cross groove constant velocity universal joint
  • TJ tripod constant velocity universal joint
  • Propeller shafts incorporated in vehicles such as 4WD vehicles and FR vehicles need to cope with angular displacement and axial displacement due to changes in the relative positional relationship between the transmission and the differential.
  • the propeller shaft is generally a fixed type constant velocity universal joint that allows only angular displacement on the transmission side, and a sliding type constant velocity universal joint that allows both axial displacement and angular displacement on the differential side. Equipped with a constant velocity universal joint of the two connected by a steel propeller shaft.
  • the fixed type constant velocity universal joint 11 (hereinafter simply referred to as a constant velocity universal joint) of this embodiment is, as shown in FIG. 1, a plurality of outer joint members 12, an inner joint member 13, and a plurality of torque transmission members.
  • the ball 14 and the cage 15 constitute a main part.
  • arc-shaped track grooves 16 extending in the axial direction are formed at a plurality of circumferential positions of the spherical inner circumferential surface 17 at equal intervals.
  • a pipe-like propeller shaft 19 is coaxially coupled to one open end 18 of the outer joint member 12 such that it can transmit torque by friction welding or the like.
  • a seal plate 20 is attached to the open end portion 18 by press fitting so as to enclose a lubricant such as grease inside the outer joint member 12.
  • arc-shaped track grooves 21 extending in the axial direction to be paired with the track grooves 16 of the outer joint member 12 are formed at a plurality of circumferential positions of the spherical outer peripheral surface 22 at equal intervals.
  • a power transmission shaft 25 which is an output shaft extending from the transmission 24 is coupled to the shaft hole 23 of the inner joint member 13 so as to be able to transmit torque by spline fitting.
  • the power transmission shaft 25 is attachable to and detachable from the inner joint member 13 by a detaching mechanism 33.
  • the ball 14 is interposed between the track groove 16 of the outer joint member 12 and the track groove 21 of the inner joint member 13.
  • the ball 14 transmits rotational torque between the outer joint member 12 and the inner joint member 13.
  • the number of balls 14 may be six, eight or any other number.
  • the cage 15 is interposed between the inner circumferential surface 17 of the outer joint member 12 and the outer circumferential surface 22 of the inner joint member 13.
  • a plurality of pockets 26 for holding the balls 14 are formed at a plurality of circumferential positions at equal intervals.
  • the constant velocity universal joint 11 prevents leakage of the lubricant sealed in the inside of the outer joint member 12 and also prevents foreign matter from invading from the outside, so that a seal mechanism is provided between the outer joint member 12 and the power transmission shaft 25.
  • a seal mechanism is provided between the outer joint member 12 and the power transmission shaft 25.
  • the lubricity at the sliding portion inside the joint can be reduced during operation in which the power transmission shaft 25 rotates with respect to the outer joint member 12 while taking the operating angle. I try to secure it.
  • the boot 28 has a small diameter end 30 and a large diameter end 31 and has a U-shaped folded shape in the middle.
  • One end of the metal ring 29 is fixed to the outer peripheral surface of the open end 32 of the outer joint member 12 by press fitting, and the other end is fixed to the large diameter end 31 of the boot 28 by caulking.
  • the small diameter end 30 of the boot 28 is integrally fixed to the annular member 37 of the desorption mechanism 33 by vulcanization bonding.
  • the annular member 36 constitutes a part of the sealing mechanism 27 and constitutes a part of the detachment mechanism 33.
  • the constant velocity universal joint 11 of this embodiment includes a desorption mechanism 33 having the following structure.
  • the detachment mechanism 33 of this embodiment is provided between the inner joint member 13 of the constant velocity universal joint 11 and the power transmission shaft 25 of the transmission 24, and is a cylindrical member 34 and a fixing member.
  • the main part is constituted by a plurality of certain spheres 35 and an annular member 36.
  • the inner joint member 13 and the power transmission shaft 25 can be reliably fixed and easily separated by the simple structure including the cylindrical member 34, the spherical body 35 and the annular member 36.
  • the degree of freedom in design of the desorption mechanism 33 can be improved.
  • the cylindrical member 34 is extrapolated to the power transmission shaft 25.
  • the tubular member 34 may be made of metal or resin. Since the cylindrical member 34 has a simple cylindrical shape, the processing cost can be reduced in the case of metal, and in the case of resin, the design for securing the pull-out resistance of the power transmission shaft 25 is easy.
  • the cylindrical member 34 is sandwiched between the end face 48 on the transmission side of the inner joint member 13 and the step surface 38 of the large diameter portion 37 of the power transmission shaft 25 in a state of being externally inserted to the power transmission shaft 25 Position is regulated.
  • Through holes 39 opened on the inner and outer peripheries of the cylindrical member 34 are formed at a plurality of locations in the circumferential direction of the cylindrical member 34, and the spheres 35 are accommodated in the through holes 39 so as to be movable in the radial direction.
  • the radial movement of the spheres 35 allows the spheres 35 to project and retract with respect to the inner peripheral opening of the through hole 39.
  • annular recessed groove 41 is formed on the outer peripheral surface between the spline fitting portion 40 of the power transmission shaft 25 and the large diameter portion 37 in alignment with the axial position of the through hole 39 of the cylindrical member 34, The cylindrical member 34 is engaged with the power transmission shaft 25 by fitting the ball 35 into the recessed groove 41.
  • the number of the spheres 35 accommodated in the through hole 39 of the cylindrical member 34 may be appropriately set by a fixing force required to lock the cylindrical member 34 to the power transmission shaft 25.
  • the spherical body 35 is accommodated in the through hole 39 of the cylindrical member 34, so that the spherical body 35 is powered by the radial inward movement of the spherical body 35 when the power transmission shaft 25 and the inner joint member 13 are fixed.
  • the transmission shaft 25 is restrained. Further, when the power transmission shaft 25 and the inner joint member 13 are separated, the restriction of the power transmission shaft 25 by the spherical body 35 is released by the radial outward movement of the spherical body 35.
  • the sphere 35 In a state in which the radial outward movement of the sphere 35 is restrained by the annular member 36, the sphere 35 protrudes from the inner circumferential surface of the cylindrical member 34. In this state, the cylindrical member 34 is engaged with the power transmission shaft 25 by fitting the ball 35 into the concave groove 41 of the power transmission shaft 25. When the restricted state of the radial outward movement of the sphere 35 by the annular member 36 is released, the sphere 35 does not protrude from the inner circumferential surface of the cylindrical member 34.
  • the annular member 36 is disposed on the large diameter portion 37 of the power transmission shaft 25 and the outer peripheral surface of the cylindrical member 34 so as to be axially movable. As described above, the small diameter end portion 30 of the boot 28 is integrally fixed to the outer peripheral surface of the annular member 36 by vulcanization bonding.
  • a locking claw 42 is provided at the inner joint member side end of the annular member 36, and a locking groove 43 is provided at the annular member side end of the inner joint member 13, and the locking claw 42 of the annular member 36
  • the annular member 36 and the inner joint member 13 are connected to each other by fitting them into the locking groove 43.
  • the annular member 36 is composed of a cylindrical portion and an arc-shaped portion, and the cylindrical portion is a portion for axially moving the large diameter portion 37 of the power transmission shaft 25 and the outer peripheral surface of the cylindrical member 34.
  • the portion is a locking claw 42 whose front end is fitted into the locking groove 43 of the inner joint member 13.
  • the locking claws 42 are extended at a plurality of circumferential positions on the inner joint member side end portion of the annular member 36, and the inner joint member is obtained by bending the tip end portion radially inward. It is made to insert in the locking groove 43 of 13.
  • FIG. Notched openings 44 are provided between circumferentially adjacent locking pawls 42.
  • the locking claws 42 of the annular member 36 and the spheres 35 of the cylindrical member 34 have the same number, and in the state where the locking claws 42 of the annular member 36 are fitted in the locking grooves 43 of the inner joint member 13, The circumferential direction phases of the locking claw 42 and the spherical body 35 are the same.
  • a protrusion 45 is integrally provided at the annular member side end of the inner joint member 13.
  • the above-mentioned locking groove 43 is annularly formed at the root portion of the projection 45.
  • the protrusions 45 are provided with the same number of inclined portions 46 as the locking claws 42 of the annular member 36 along the circumferential direction.
  • the inclined portion 46 is formed so as to expand in diameter from the transmission side to the propeller shaft side in order to be introduced into the engagement groove 43 while expanding the engagement claw 42 of the annular member 36 (see FIG. 1) ).
  • the same number of slit portions 47 as the locking claws 42 of the annular member 36 are provided along the circumferential direction.
  • the slit portion 47 is formed in a concave step so as to have a smaller diameter than the inclined portion 46 in order to separate the locking claw 42 of the annular member 36 from the locking groove 43 (see FIGS. 8 and 10). .
  • annular recessed groove 49 is formed on the outer peripheral surface of the large diameter portion 37 of the power transmission shaft 25, and the O ring 50 is fitted to the recessed groove 49.
  • the cylindrical portion of the annular member 36 is externally fitted to the outer peripheral surface of the large diameter portion 37 of the power transmission shaft 25 through the O-ring 50.
  • the annular member 36 not only has an attachment / detachment function by the attachment / detachment mechanism 33 for fixing and separating the power transmission shaft 25 and the inner joint member 13, but together with the O-ring 50, prevents leakage of the lubricant enclosed in the joint. It exerts a sealing function by the sealing mechanism 27 that prevents foreign matter from the outside of the joint.
  • the detachment mechanism 33 consisting of the cylindrical member 34, the spherical body 35 and the annular member 36, the power transmission shaft 25 and the inner joint member 13 can be Fixation and separation take place.
  • Fixing of the power transmission shaft 25 and the inner joint member 13 is performed as follows.
  • the cylindrical member 34 is extrapolated to the outer peripheral surface between the large diameter portion 37 of the power transmission shaft 25 and the spline fitting portion 40.
  • a spherical body 35 is accommodated in the through hole 39 of the cylindrical member 34, and in this state, the annular member 36 is externally inserted on the large diameter portion 37 of the power transmission shaft 25 and the outer peripheral surface of the cylindrical member 34.
  • the circumferential direction phases of the locking claws 42 of the annular member 36 and the spheres 35 in the through holes 39 of the cylindrical member 34 coincide with each other.
  • the spherical body 35 is disposed inside the locking claws 42 of the annular member 36, and the radial outward movement is not restricted by the annular member 36. That is, the spheres 35 do not protrude from the inner circumferential surface of the cylindrical member 34.
  • the spline fitting portion 40 of the power transmission shaft 25 is inserted into the shaft hole 23 of the inner joint member 13, and torque transmission between the inner joint member 13 and the power transmission shaft 25 is possible.
  • the cylindrical member 34 is sandwiched between the step surface 38 of the large diameter portion 37 of the power transmission shaft 25 and the end face 48 of the projection 45 of the inner joint member 13 and the axial position thereof is regulated.
  • the annular member 36 is slid toward the inner joint member 13 (see the white arrow in the figure).
  • the axial movement of the annular member 36 causes the locking claws 42 of the annular member 36 to be elastically expanded along the inclined portions 46 of the projections 45 of the inner joint member 13 and is eventually introduced into the locking groove 43 Do.
  • the locking claws 42 of the annular member 36 engage with the locking grooves 43 of the inner joint member 13 by an elastic restoring force.
  • the spherical body 35 of the cylindrical member 34 is engaged with the concave groove 41 of the power transmission shaft 25 by the annular member 36. That is, the power transmission shaft 25 and the inner joint member 13 are fixed by the spherical body 35 via the cylindrical member 34.
  • the annular member 36 is rotated in the circumferential direction with respect to the inner joint member 13 (see the white arrow in the figure). By this rotation, the locking claw 42 of the annular member 36 is positioned at the slit portion 47 of the projection 45 of the inner joint member 13.
  • the spheres 35 whose radial outward movement is restrained by the annular member 36 are opened by the openings 44 located between the locking claws 42 of the annular member 36. That is, the spherical body 35 is in a state in which the movement to the radial outside is not restricted by the opening 44 of the annular member 36.

Abstract

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球体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３６とを備え、環状部材３６の内側継手部材側端部に係止爪４２を設けると共に、内側継手部材１３の環状部材側端部に係止溝４３を設け、環状部材３６の係止爪４２を内側継手部材１３の係止溝４３に嵌合させる。

Description

等速自在継手
　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。
　ここで、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。
　本出願人は、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、例えば、特許文献１で開示したような脱着機構を具備した等速自在継手を先に提案している。
　特許文献１の脱着機構は、動力伝達軸に外挿された筒状部材と、その筒状部材に内装された縮径可能な止め輪と、その止め輪の径方向外側に径方向移動可能に配置された押し込み部材と、筒状部材の外周面に軸方向移動可能に配置された環状部材とを備えている。
　この脱着機構では、環状部材の軸方向移動により筒状部材の外周面から露呈する押し込み部材を径方向移動させることにより、動力伝達軸に対して止め輪を着脱可能とすることで、内側継手部材と動力伝達軸とを確実に固定し、かつ、容易に分離する。
特開２０１７－１３７９４４号公報
　ところで、特許文献１で開示された脱着機構では、内側継手部材に係止溝を設けると共に筒状部材に係止爪を設け、筒状部材の係止爪を内側継手部材の係止溝に嵌合させることにより、内側継手部材と筒状部材とを連結した構造を具備する。
　このように、止め輪および押し込み部材が内装され、動力伝達軸と環状部材との間に配置された筒状部材に係止爪を設けた構造を採用した場合、その筒状部材の形状が複雑となる懸念がある。
　そのため、複雑な形状を有する筒状部材を金属で製作する場合、加工コストが高くなる。一方、複雑な形状を有する筒状部材を樹脂で製作する場合、動力伝達軸の抜け耐力を確保するための設計が難しい。
　また、特許文献１で開示された脱着機構では、筒状部材の外周面に軸方向移動可能に配置された環状部材を動力伝達軸に対して固定するため、動力伝達軸に環状の凹溝を形成し、その凹溝に止め輪を嵌合させるようにしている。
　このような環状部材の固定構造を採用した場合、動力伝達軸に対する凹溝の形成や、環状部材を位置規制するための止め輪を必要とすることから、加工コストの高騰および部品点数の増加を招くおそれがある。
　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、筒状部材の形状簡素化を図り、環状部材を止め輪なしで固定し得る脱着機構を備えた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。
　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具備する。
　この脱着機構では、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。
　前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、環状部材の内側継手部材側端部に係止爪を設けると共に、内側継手部材の環状部材側端部に係止溝を設け、環状部材の係止爪を内側継手部材の係止溝に嵌合させたことを特徴とする。
　本発明では、環状部材の内側継手部材側端部に係止爪を設けると共に、内側継手部材の環状部材側端部に係止溝を設けたことにより、動力伝達軸と内側継手部材との固定時、環状部材の係止爪を内側継手部材の係止溝に嵌合させることでもって環状部材を軸方向で固定する。
　これにより、固定部材が径方向移動可能に収容され、動力伝達軸と環状部材との間に配置された筒状部材の形状簡素化が図れる。また、動力伝達軸に凹溝を形成してその凹溝に止め輪を嵌合させた環状部材の固定構造が不要となるので、環状部材を止め輪なしで固定することができる。
　本発明において、内側継手部材の環状部材側端部に、環状部材の係止爪を拡径させながら係止溝に導入するための傾斜部を設けた構造が望ましい。
　このような構造を採用すれば、動力伝達軸と内側継手部材との固定時、環状部材の係止爪を傾斜部に沿って拡径させながら最終的に内側継手部材の係止溝に嵌合させることで、環状部材を内側継手部材に確実かつ容易に固定することができる。
　本発明において、内側継手部材の環状部材側端部に、環状部材の係止爪を係止溝から離脱させるためのスリット部を設けた構造が望ましい。
　このような構造を採用すれば、動力伝達軸と内側継手部材との分離時、環状部材の係止爪をスリット部を介して内側継手部材の係止溝から離脱させることで、環状部材を内側継手部材から容易に分離することができる。
　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、環状部材の係止爪を内側継手部材の係止溝に嵌合させることにより、筒状部材の形状簡素化が図れる。その結果、筒状部材の製作が容易となってコスト低減が図れ、動力伝達軸の抜け耐力を確保するための設計も容易となる。
　さらに、動力伝達軸に凹溝を形成してその凹溝に止め輪を嵌合させた環状部材の固定構造が不要となるので、環状部材を止め輪なしで簡素な構造により固定することができ、コスト低減および部品点数の削減が容易となり、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の動力伝達軸、環状部材および内側継手部材を示す斜視図である。 内側継手部材に動力伝達軸を挿入する前の状態を示す正面図である。 図３のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 環状部材の係止爪を内側継手部材の係止溝に嵌合させる前の状態を示す正面図である。 図５のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 環状部材の係止爪を内側継手部材の係止溝に嵌合させた後の状態を示す正面図である。 図７のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。 環状部材の係止爪を内側継手部材のスリット部に配置した状態を示す正面図である。 図９のＤ－Ｄ線に沿う断面図である。 環状部材の係止爪を内側継手部材のスリット部から引き抜いた状態を示す正面図である。 図１１のＥ－Ｅ線に沿う断面図である。
　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および脱着機構３３の環状部材３６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。
　ブーツ２８の小径端部３０は、脱着機構３３の環状部材３７に加硫接着により一体的に固定されている。この環状部材３６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、固定部材である複数個の球体３５と、環状部材３６とで主要部が構成されている。
　このように、筒状部材３４、球体３５および環状部材３６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。この筒状部材３４は、金属製あるいは樹脂製のいずれであってもよい。筒状部材３４は、単純な円筒形状であるため、金属製の場合、その加工コストの低減が図れ、樹脂製の場合、動力伝達軸２５の抜け耐力を確保するための設計が容易である。
　筒状部材３４は、動力伝達軸２５に外挿された状態で、内側継手部材１３のトランスミッション側の端面４８と動力伝達軸２５の大径部３７の段差面３８とで挟み込まれてその軸方向位置が規制されている。
　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３９を形成し、この貫通孔３９に球体３５を径方向移動可能に収容している。この球体３５の径方向移動により、球体３５を貫通孔３９の内周側開口部に対して突出退入自在としている。
　一方、動力伝達軸２５のスプライン嵌合部４０と大径部３７との間の外周面に、筒状部材３４の貫通孔３９の軸方向位置と一致させて環状の凹溝４１を形成し、この凹溝４１に球体３５が嵌まり込むことで筒状部材３４を動力伝達軸２５に係止させている。
　なお、筒状部材３４の貫通孔３９に収容された球体３５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３５を筒状部材３４の貫通孔３９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３５の径方向内側への移動により、球体３５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３５の径方向外側への移動により、球体３５による動力伝達軸２５の拘束を解除する。
　環状部材３６により球体３５の径方向外側への移動が拘束された状態では、球体３５が筒状部材３４の内周面から突出する。この状態で、球体３５が動力伝達軸２５の凹溝４１に嵌まり込むことで筒状部材３４を動力伝達軸２５に係止させている。環状部材３６による球体３５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３５が筒状部材３４の内周面から突出しない。
　環状部材３６は、動力伝達軸２５の大径部３７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３６の外周面には、前述したように、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３６の内側継手部材側端部に係止爪４２を設けると共に、内側継手部材１３の環状部材側端部に係止溝４３を設け、環状部材３６の係止爪４２を内側継手部材１３の係止溝４３に嵌合させることにより、環状部材３６と内側継手部材１３とを連結している。
　環状部材３６は、円筒形状部と円弧形状部とからなっており、円筒形状部が動力伝達軸２５の大径部３７および筒状部材３４の外周面を軸方向移動する部分であり、円弧形状部はその先端が内側継手部材１３の係止溝４３に嵌合する係止爪４２である。
　このように、環状部材３６の係止爪４２を内側継手部材１３の係止溝４３に嵌合させることにより、動力伝達軸２５に凹溝を形成してその凹溝に止め輪を嵌合させた従来構造が不要となる。その結果、環状部材３６を止め輪なしで簡素な構造により固定することができ、コスト低減および部品点数の削減が容易となり、組立性の向上が図れる。
　係止爪４２は、図２に示すように、環状部材３６の内側継手部材側端部の円周方向複数箇所に延設され、その先端部を径方向内側に屈曲させることにより、内側継手部材１３の係止溝４３に嵌入するようにしている。円周方向で隣接する係止爪４２間には、切り欠き状の開口部４４が設けられている。
　この環状部材３６の係止爪４２と筒状部材３４の球体３５とは同数であり、環状部材３６の係止爪４２を内側継手部材１３の係止溝４３に嵌合させた状態では、その係止爪４２と球体３５との円周方向位相は一致している。
　一方、図３に示すように、内側継手部材１３の環状部材側端部には突部４５が一体的に設けられている。この突部４５の根元部位に前述の係止溝４３が環状に形成されている。
　この突部４５には、その円周方向に沿って環状部材３６の係止爪４２と同数の傾斜部４６が設けられている。この傾斜部４６は、環状部材３６の係止爪４２を拡径させながら係止溝４３に導入するため、トランスミッション側からプロペラ軸側に向けて拡径するように形成されている（図１参照）。
　また、円周方向で隣接する傾斜部４６間には、その円周方向に沿って環状部材３６の係止爪４２と同数のスリット部４７が設けられている。このスリット部４７は、環状部材３６の係止爪４２を係止溝４３から離脱させるため、傾斜部４６よりも小径となるように凹段状に形成されている（図８および図１０参照）。
　図１に示すように、動力伝達軸２５の大径部３７の外周面に環状の凹溝４９を形成し、その凹溝４９にＯリング５０を嵌合させている。このＯリング５０を介して、動力伝達軸２５の大径部３７の外周面に環状部材３６の円筒形状部を外嵌させている。
　この環状部材３６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、Ｏリング５０と共に、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によるシール機能を発揮する。
　以上のような構成、つまり、筒状部材３４、球体３５および環状部材３６からなる脱着機構３３により、図３～図１２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３～図１２では、等速自在継手１１の内側継手部材１３のみを表し、ボール１４やケージ１５を含む他の構成部品を図示省略している。また、脱着機構３３の環状部材３６では、ブーツ２８の小径端部３０（図１参照）を図示省略している。
　動力伝達軸２５と内側継手部材１３との固定は、以下のようにして行われる。
　まず、図３および図４に示すように、動力伝達軸２５の大径部３７とスプライン嵌合部４０との間の外周面に筒状部材３４を外挿する。この筒状部材３４の貫通孔３９に球体３５を収容し、その状態で動力伝達軸２５の大径部３７および筒状部材３４の外周面に環状部材３６を外挿する。
　この時、環状部材３６の係止爪４２と筒状部材３４の貫通孔３９にある球体３５との円周方向位相は一致している。この状態で、球体３５は、環状部材３６の係止爪４２の内側に配され、環状部材３６により径方向外側への移動が拘束されていない状態にある。つまり、球体３５が筒状部材３４の内周面から突出していない。
　次に、図５および図６に示すように、内側継手部材１３の軸孔２３に動力伝達軸２５のスプライン嵌合部４０を挿入し、内側継手部材１３と動力伝達軸２５とをトルク伝達可能に連結する。この時、筒状部材３４は、動力伝達軸２５の大径部３７の段差面３８と内側継手部材１３の突部４５の端面４８とで挟み込まれてその軸方向位置が規制される。
　この状態から、図７および図８に示すように、環状部材３６を内側継手部材１３側に摺動させる（図中の白抜き矢印参照）。この環状部材３６の軸方向移動により、環状部材３６の係止爪４２を内側継手部材１３の突部４５の傾斜部４６に沿って弾性変形により拡径させながら最終的に係止溝４３に導入する。環状部材３６の係止爪４２は、弾性復元力により内側継手部材１３の係止溝４３に嵌合する。
　環状部材３６の係止爪４２が内側継手部材１３の係止溝４３に嵌合すると、環状部材３６により球体３５の径方向外側への移動が拘束された状態となる。このように、球体３５が筒状部材３４の貫通孔３９内で径方向内側へ移動することにより、筒状部材３４の内周面から突出して動力伝達軸２５の凹溝４１に嵌合する。
　その結果、環状部材３６により筒状部材３４の球体３５が動力伝達軸２５の凹溝４１に係止される。つまり、球体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。
　一方、動力伝達軸２５と内側継手部材１３との分離は、以下のようにして行われる。
　まず、図９および図１０に示すように、内側継手部材１３に対して環状部材３６を円周方向に回転させる（図中の白抜き矢印参照）。この回転により、環状部材３６の係止爪４２を内側継手部材１３の突部４５のスリット部４７に位置させる。
　この環状部材３６の回転により、環状部材３６が軸方向移動可能となる。この状態で、図１１および図１２に示すように、環状部材３６をトランスミッション側（図示左側）に摺動させる（図中の白抜き矢印参照）。
　この環状部材３６の軸方向移動でもって、環状部材３６により径方向外側への移動が拘束されていた球体３５が、環状部材３６の係止爪４２間に位置する開口部４４により開放される。つまり、球体３５は、環状部材３６の開口部４４により径方向外側への移動が拘束されない状態となる。
　このようにして、筒状部材３４の球体３５が動力伝達軸２５の凹溝４１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４０を内側継手部材１３の軸孔２３から引き抜くことにより、動力伝達軸２５と内側継手部材１３とが分離される。
　なお、筒状部材３４の貫通孔３９の外周側開口部を縮径させ、球体３５の外径よりも若干小さい内径とした構造を採用すれば、図１１および図１２に示す状態の時、球体３５が筒状部材３４の貫通孔３９から外側へ脱落することを防止できる。
　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、請求の範囲によって示され、さらに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。

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、
    　前記環状部材の内側継手部材側端部に係止爪を設けると共に、前記内側継手部材の環状部材側端部に係止溝を設け、環状部材の前記係止爪を内側継手部材の前記係止溝に嵌合させたことを特徴とする等速自在継手。
  2. 　前記内側継手部材の環状部材側端部に、前記環状部材の係止爪を拡径させながら係止溝に導入するための傾斜部を設けた請求項１に記載の等速自在継手。
  3. 　前記内側継手部材の環状部材側端部に、前記環状部材の係止爪を係止溝から離脱させるためのスリット部を設けた請求項１又は２に記載の等速自在継手。
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