(57)【要約】【課題】  内部部品とシャフトとを組付けたときに、シャフトと内部部品の軸方向寸法公差が生じても軸方向のがたをなくし、止め輪が止め輪溝から脱落することのない等速ジョイントのシャフト取付構造を提供する。【解決手段】  挿入孔９に形成した当接部１２をシャフト引抜き方向に向かって内径を減少させるとともに、シャフト６に近づくにしたがってシャフト引抜き方向に対する傾斜角度が大きくなる傾斜面１０ａ、１３ａから構成する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと嵌合するための挿入孔を有する等速ジョイントの内部部品と、
内部部品の入口側と当接する肩部と、内部部品の出口側に位置するリング状の止め輪溝とを有するシャフトと、
前記止め輪溝内に位置する弾性的に拡径・縮径が可能な止め輪とからなり、
内部部品の入口側とシャフトの肩部との当接と、止め輪の内部部品の当接部と止め輪溝との当接とで、内部部品とシャフトとを軸方向に相互に拘束した等速ジョイントのシャフト取付構造であって、
前記当接部が、シャフト引抜き方向に向かって内径が減少し、シャフトに近づくにしたがってシャフト引抜き方向に対する傾斜角度を大きくしたことを特徴とする等速ジョイントのシャフト取付構造。
【請求項２】
前記当接部が、シャフトに近い側の第１傾斜面と、遠い側の第２傾斜面とで構成された請求項１に記載の等速ジョイントのシャフト取付構造。
【請求項３】
前記当接部が、曲面で構成されたこと特徴とする請求項１に記載の等速ジョイントのシャフト取付構造。
【請求項４】
前記当接部が、傾斜面と、曲面とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイントのシャフト取付構造。
【請求項５】
前記当接部が、２つ以上の傾斜面と、１つ以上の曲面とで構成されことを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイントのシャフト取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の駆動系や各種産業機器に使用される、非直線上に存在する回転軸同士の間で、等速に回転力の伝達を行う等速ジョイントに使用される、等速ジョイントのシャフト取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の駆動系等に組み込む等速ジョイントにおいては、内部部品にシャフト挿入孔を設けて、シャフトの先端外周に形成した軸方向へ延びるスプラインと、挿入孔の内周に形成した軸方向に延びるスプラインとを嵌合させる。
【０００３】
シャフトの軸方向への移動を規制するために、シャフト挿入孔の入口側でシャフト挿入方向への移動を規制するとともに、シャフト挿入孔の出口側でシャフト引抜き方向への移動を規制する。シャフト引抜き方向への移動規制は、シャフトの先端側にリング状に形成した止め輪溝と、この止め輪溝内に、拡径・縮径自在に設けられた止め輪と、挿入孔の出口端部に形成した出口端側が広がった傾斜面とを備えて、止め輪を止め輪溝と傾斜面とに当接させて規制することが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献１の挿入孔の出口端部は、シャフト挿入孔の内径寸法よりも大きな径の内周部を傾斜面と連続して形成し、傾斜面と内周部に止め輪を弾性で当接させている。内周部の形状は、円筒面や、傾斜面の反対方向へ傾斜する円弧面、あるいは円錐面である。
【特許文献１】実公昭４８−１８９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、内部部品とシャフトとの組付け時に、軸方向の寸法公差の組合わせによっては、止め輪溝の位置が傾斜面からずれて内周部側によってしまうことがあった。傾斜面と止め輪溝の位置関係がずれることにより、内周部が円筒面の場合は、止め輪の弾性拡径が阻害されてシャフトに軸方向のがたを生じさせることが懸念される。また、内周部が傾斜面と逆方向に傾斜した円弧面や円錐面の場合は、逆方向に傾斜した面と当接して引抜き方向のがたが生じるとともに、逆方向の円弧面や円錐面の孔を形成するのに、時間がかかるわりに面精度が悪く現実的でない。
【０００６】
また、挿入孔の出口端部からシャフトの引抜き方向に対して減少する大きな角度をもった一つの傾斜面を設けることも特許文献１には記載されている。しかし、引抜き方向に対して傾斜面の角度を大きくして止め輪の弾性拡径を維持させているため、挿入孔の端部と止め輪の端部との隙間距離が、止め輪の線径に等しいか、或いは大きくなってしまい、最悪の場合、止め輪が止め輪溝から飛び出してしまう可能性があり、止め輪としての役目を果たすことができない場合も考えられる。
【０００７】
本発明は、内部部品とシャフトの組付けにおいて、それぞれの寸法公差の影響を受けることなく、シャフトの軸方向へのがたつきをなくし、止め輪が止め輪溝から飛び出すのを防止する等速ジョイントのシャフト取付構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の等速ジョイントのシャフト取付構造は、シャフトと嵌合するための挿入孔を有する等速ジョイントの内部部品と、内部部品の入口側と当接する肩部と、出口側に位置するリング状の止め輪溝とを有するシャフトと、前記止め輪溝内に位置する弾性的に拡径・縮径が可能な止め輪とからなり、内部部品の入口側とシャフトの肩部との当接と、止め輪の内部部品の当接部と止め輪溝との当接で、内部部品とシャフトを軸方向に相互に拘束した等速ジョイントのシャフト取付構造であって、前記当接部が、シャフト引抜き方向に向かって内径が減少し、シャフトに近づくにしたがいシャフト引抜き方向に対する傾斜角が大きくなる。
【０００９】
当接部が角度を変えて傾斜していることにより、止め輪の弾性拡径する力が保持されるので、シャフトや止め輪溝の軸方向のクリアランスがなくせる。また、挿入孔の出口端に近いほどシャフト引抜き方向に対する傾斜角度が小さくなるので、止め輪溝の開口端と挿入孔の出口端との隙間距離を止め輪の線径よりも短くして止め輪の飛び出しを防止することができる。
【００１０】
前記当接部は、シャフトに近い側の第１傾斜面と、遠い側の第２傾斜面とで構成してもよい（請求項２）。
【００１１】
前記当接部は、曲面で構成されていてもよい（請求項３）。この場合挿入孔の出口端に近いほど止め輪溝の開口端部に近くできるので、止め輪と出口端との距離を止め輪の線径よりも短くできる。曲面の曲率は、単一の曲率であってもよいし、複数の曲率であってもよい。ただし、シャフトに近づくほど曲面の接線がシャフト引抜き方向の角度に対して大きくなっていることが望ましい。曲面であっても、止め輪の弾性拡径の力が阻害しないようにしていればよい。
【００１２】
前記当接部は、傾斜面と、曲面とを組合わせてた構成としてもよい（請求項４）。その場合、シャフトに近い側の傾斜面と、シャフトから遠い側の曲面とで構成することもできる。また、シャフトに近い側の曲面と、シャフトから遠い側の傾斜面とで構成することもできる。曲面であっても止め輪に対して止め輪の弾性拡径の力を阻害することがない。シャフトから遠い側を曲面とすると、挿入孔の出口端部が曲面の終端で形成されることにより、止め輪溝と出口端部との距離をより短くできる。
【００１３】
前記当接部は、２つ以上の傾斜面と、１つ以上の曲面との組合わせで構成することもできる（請求項５）。その組合わせとしては、２つの傾斜面の間に曲面を配置する場合、シャフトに近い側から２つの傾斜面としシャフトから遠い側に曲面を配置する場合、シャフトに近い側を曲面としシャフトから遠い側に２つの傾斜面を配置する場合のいずれかから選択される。この場合においても、シャフト引抜き方向に対して傾斜した角度が確保できるので、止め輪に弾性拡径の保持力を与えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、当接部が、シャフト引抜き方向に向かって内径が減少し、シャフトに近づくにしたがいシャフト引抜き方向に対する傾斜角度が大きくなるように構成することにより、止め輪と止め輪溝ならびに挿入孔の当接部とを確実に当接させることができるので、シャフトや止め輪溝の軸方向へのクリアランスを吸収してがたをなくすことができる。
【００１５】
また、挿入孔の出口端に近いほど、シャフト引抜き方向に対して小さな角度となるので、止め輪溝の開口端と挿入孔の出口端部との距離が止め輪の線径よりも短くでき、止め輪が脱落することがない。
【００１６】
したがって、シャフトや内部部品の軸方向の寸法公差を考えることなく、より広い寸法設定が可能となり、設計の自由度が増す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態を図１〜図１０を参考に説明する。便宜上、図１に示すような固定式等速ジョイントにより説明するが、この場合の内部部品は内輪となる。
【００１８】
固定式等速ジョイント１は、図１に示すように、外輪２と、内輪３と、トルク伝達用ボール４と、保持器５とから構成されている。等速ジョイントは、固定式等速ジョイント１に限定されることなく、ダブルオフセット型、クロスグルーブ型、トリポード型等の摺動式等速ジョイントであってもよい。なお、ダブルオフセット型やクロスグルーブ型における内部部品は内輪と呼ばれるが、トリポード型の場合は、トラニオンと呼ばれるものになる。
【００１９】
外輪２は、球面状の内径面に曲線状の案内溝７を円周方向に等間隔に形成してある。内輪３は、球面状の外径面に曲線状の案内溝８を円周方向に等間隔に形成してある。外輪２の案内溝７と内輪３の案内溝８とで形成されるボールトラックにトルク伝達用ボール４を組込んである。
【００２０】
内輪３には、図２に示すように、シャフト６と嵌合するための挿入孔９が軸方向に形成されている。挿入孔９の内周面には、スプライン１０が形成されていて、シャフト６に形成されたスプライン１１と嵌合させることにより、内輪３とシャフト６がトルク伝達可能に結合する。
【００２１】
挿入孔９の入口側の端部には、図２に示すように、面取り部９ａが形成されている。挿入孔９の出口側には、図３に示すように、シャフト引抜き方向（図３の矢印Ｃ方向）に向かって内径が減少し、シャフト６に近づくにしたがってシャフト引抜き方向に対する傾斜角度が大きくなる当接部１２が形成されている。
【００２２】
この当接部１２は、図４に示すように、挿入孔９の出口側に形成した挿入孔９よりも大きな径の孔１３に形成した傾斜面１３ａと、スプライン１０の端部の傾斜面１０ａとから構成している。スプライン１０の傾斜面１０ａは、シャフト６に近い側の第１傾斜面で、シャフト引抜き方向（図３の矢印Ｃ方向）に対して鋭角な角度ａで傾斜している。また、傾斜面１３ａは、シャフト６から遠い側の第２傾斜面で、シャフト引抜き方向に対して鋭角な角度ｂで傾斜している。両傾斜面の角度ａ，ｂは、シャフト６に近い側の傾斜面１０ａの角度ａを大きく（ａ＞ｂ）している。
【００２３】
シャフト６の先端側には、図３に示すように、リング状の止め輪溝１４が形成されている。止め輪溝１４のシャフト挿入方向（図３の矢印Ｂ方向）の壁１４ａ（図３中左側の壁）とシャフト引抜き方向の壁１４ｂ（図３中右側の壁）は、軸線に対して直角に形成されている。この止め輪溝１４に止め輪１５が装着されている。止め輪１５は、図３に示すように断面円形で、リング状ではあるが一部が切欠されており、縮径して止め輪溝１４へ入り込むようになっている。止め輪溝１４の深さは、シャフト６を内輪３の挿入孔９に図２の右側から左側へ挿入していく時に、止め輪１５を縮径させて、内輪３のスプライン１０の内径内を通ることができるように、止め輪１５が入り込むのに十分な深さを有している。
【００２４】
シャフト６の内輪３への取付けは、止め輪１５を止め輪溝１４に配置して、止め輪１５を半径方向に縮径させた後に、シャフト６を挿入孔９に挿入する。この時、挿入孔９のスプライン１０の端面と止め輪１５とが当接しながら滑って移動していく。
【００２５】
シャフト６の先端が挿入孔９を抜ける位置（実質的にはスプライン１０との当接が無くなる位置）に至ると、挿入孔９の入口側の面取り部９ａとシャフト６の肩部６ａとが当接してシャフトの挿入しろを規制する（図２参照）。シャフト６の挿入しろを規制するために別途止め輪を取付けておいて、止め輪が挿入孔９の入口側の端部と当接して、それ以上の挿入を阻止するようにしてもよい。
【００２６】
シャフト６の挿入が止まった時点では、止め輪１５は、スプライン１０との当接を脱して当接部１２に位置するため、弾性により拡径する。止め輪１５が拡径すると、止め輪１５の外周面が当接部１２に弾性力で当接して、シャフト６が内輪３に組付けられた状態となる。
【００２７】
止め輪１５は、この状態では完全に拡開しておらず、当接部１２と当接して、図３より明らかなように、半径方向に見て、スプライン１０，１１の嵌合範囲内に位置することになる。
【００２８】
止め輪１５は、当接部１２の傾斜面１０ａもしくは傾斜面１３ａ、または傾斜面１０ａ，１３ａの両方に弾性拡径により当接して、縮径方向の分力が加わった状態となる。止め輪１５は、止め輪溝１４の壁１４ａと当接部１２とに当接した状態に維持されるので、シャフト６と内輪３との間の軸方向のクリアランスがなくなり、シャフト６の軸方向のがたをなくすことができる。
【００２９】
また、止め輪溝１４の開口端１４ｃから挿入孔９の出口端９ｂまでの距離ｄは、傾斜面１３ａが傾斜面１０ａに比べてシャフトの引抜き方向に対して小さな角度となっているので、止め輪１５の線径ｃよりも短く設定（ｃ＞ｄ）でき、止め輪１５がこの隙間距離ｄから飛び出してしまうことがない。止め輪１５が止め輪溝１４から飛び出さないので、止め輪１５の機能が発揮され、シャフト６の引抜き方向へのがたをなくせる。
【００３０】
したがって、従来であれば、シャフト６と内輪３の軸方向の公差を考慮してシャフト６と内輪３の組合わせを選別しなければならなかったのが、より広い寸法設定が可能となり、設計の自由度が増す。
【００３１】
また、傾斜面１０ａ，１３ａは孔で形成されているため、円錐状の孔となるが、傾斜面１０ａが傾斜面１３ａに比べてシャフトの引抜き方向に対する角度が大きいので、スプライン１０の内径に近づくように加工をすれば良く加工が容易に行える。
【００３２】
当接部１２は、シャフト引抜き方向に向かって内径が減少し、シャフト６に近づくにしたがってシャフトの引抜き方向に対する傾斜角度が大きくなっていればよい。したがって、当接部１２を、第１傾斜面と第２傾斜面の組合わせだけでなく、図５，図６に示すように、単一の曲率から形成された曲面１２ａにしてもよい。
【００３３】
曲面１２ａにした場合は、シャフトに近い側の接線が遠い側の接線よりもシャフト引抜き方向に対する傾斜角度が大きくなればよい。このように単一の曲率で形成することにより曲面１２ａで止め輪１４の弾性拡径を阻害することがない。また、挿入孔１４の出口端に近いほど引抜き方向に対して角度が小さいので、出口端９ｄと止め輪１４の端１４ｃとの距離ｄをさらに短く設定することできる。
【００３４】
当接部１２を、図７，図８に示すように、シャフトに近い側を傾斜面１０ａとし、シャフトに遠い側を曲面１２ａとして構成することができる。シャフト引抜き方向に対する傾斜面１０ａの傾斜角度ａを曲面１２ａの接線の角度ｂよりも大きく（ａ＞ｂ）しておくことにより、止め輪１４の弾性拡径を阻害することがない。
【００３５】
傾斜面１０ａと曲面１２ａを形成するときに、シャフト６に近い側から遠い側へ順次拡げて切削ができるので、内輪に対する切削加工が容易にできる。曲面１２ａは複数の曲率から形成してもよいが、切削加工を考慮した場合、単一の曲率で形成する方が作業性がよい。
【００３６】
当接部１２を、図９，図１０に示すように、傾斜面１０ａと傾斜面１３ａの間に曲面１２ａを介在させて構成することもできる。シャフト引抜き方向に対する傾斜面１０ａの傾斜角度ａを曲面１２ａの接線の角度ｂよりも大きく（ａ＞ｂ）し、傾斜面１３ａの傾斜角度ｃ２よりも傾斜面１３ａに近い曲面１２ａの接線の角度ｃ１を大きく（ｃ１＞ｃ２）しておくことにより、止め輪１４の弾性拡径を阻害することがない。
【００３７】
傾斜面１０ａ、曲面１２ａ、傾斜面１３ａを形成するときに、シャフト６に近い側から遠い側へ順次拡げて切削ができるので、内輪に対する切削加工が容易にできる。曲面１２ａは複数の曲率から形成してもよいが、切削加工を考慮した場合、単一の曲率で形成する方が作業性がよい。
【００３８】
図５から図１０の当接部１２の構造であっても、図３と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態を示す等速ジョイントの部分断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図２の挿入孔の出口側の拡大図である。
【図４】図３相当の内輪の断面図である。
【図５】図３相当の曲面からなる当接部を示す断面図である。
【図６】図５相当の内輪の断面図である。
【図７】図３相当の傾斜面と曲面からなる当接部を示す断面図である。
【図８】図７相当の内輪の断面図である。
【図９】図３相当の傾斜面と曲面を組合わせた当接部を示す断面図である。
【図１０】図９相当の内輪の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      等速ジョイント
３      内輪
６      シャフト
６ａ    肩部
９      挿入孔
９ｂ    出口端
１０，１１  スプライン
１０ａ  傾斜面（第１傾斜面）
１２    当接部
１２ａ  曲面
１３ａ  傾斜面（第２傾斜面）
１４    止め輪溝
１４ｃ  開口端
１５    止め溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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