(57)【要約】【課題】  車両の仕様に応じて要求される軸方向強度を容易に確保することができ、緩衝機構の設計自由度を高めることができる。【解決手段】  外側継手部材１１と、その外側継手部材１１との間でボール１３を介して軸方向変位および角度変位を許容しながら回転トルクを伝達する内側継手部材１２とを備え、外側継手部材１１の開口端部２７にシールプレート３６を嵌着した摺動式等速自在継手であって、外側継手部材１１の開口端部２７の内周に係止溝３７を形成すると共に、シールプレート３６の外周に縮径可能な彎曲部３９を形成し、その彎曲部３９を弾性変形させて外側継手部材１１の係止溝３７に嵌合させる。【選択図】    図１
2018103654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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軸方向変位および角度変位を許容しながら回転トルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口端部にシールプレートを嵌着した摺動式等速自在継手であって、
前記外側継手部材の開口端部の内周に係止溝を形成すると共に、前記シールプレートの外周に縮径可能な彎曲部を形成し、前記彎曲部を弾性変形させて外側継手部材の係止溝に嵌合させたことを特徴とする摺動式等速自在継手。
【請求項２】
前記シールプレートは、有底筒状部の開口部外周を外側に折り曲げ成形することにより彎曲部が一体的に形成されている請求項１に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項３】
前記シールプレートは、有底筒状部の開口部の全周に亘って彎曲部が形成されている請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項４】
前記シールプレートは、前記内側継手部材の軸方向変位により前記係止溝を支点として前記彎曲部が折り曲げられることにより前記外側継手部材の開口端部から離脱可能な構造を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械など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摺動式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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間の相対位置変化による軸方向変位と角度変位に対応できる構造とするために摺動式等速自在継手を具備する。
【０００４】
プロペラシャフトは、摺動式等速自在継手と鋼製の管状部材との組み合わせで構成され、車両進行方向に対して略平行に車両に取り付けられる。そのため、摺動式等速自在継手では、例えば車両衝突時に生じた軸方向変位を吸収するための緩衝機構を設けるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１で開示された緩衝機構は、外側継手部材の開口端部に断面コ字状のシールプレートを圧入により嵌着した構造を具備する。シールプレートは、外側継手部材の開口端部の内周面に対する摩擦力でもって軸方向荷重に対する強度が保持されている。
【０００６】
シールプレートは、外側継手部材の内部空間に封入された潤滑剤の漏洩を防止するシール機能を有する。また、このシールプレートは、車両衝突時に内側継手部材の軸方向変位により外側継手部材の開口端部から打ち抜かれる。
【０００７】
このように、軸方向荷重を受けたシールプレートが外側継手部材の開口端部から打ち抜かれることにより、車両衝突時に生じた軸方向変位を吸収することで、車体に生じる衝撃を低減させて安全性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９５８６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１で開示された摺動式等速自在継手は、外側継手部材の開口端部に断面コ字状のシールプレートを圧入により嵌着した緩衝機構を具備する。この緩衝機構では、車両衝突時に内側継手部材の軸方向変位によりシールプレートが外側継手部材の開口端部から打ち抜かれる。
【００１０】
この緩衝機構におけるシールプレートは、外側継手部材の開口端部の内周面に対する摩擦力でもって軸方向荷重に対する強度が保持されている。つまり、シールプレートの肉厚変更によって車両の仕様に応じた軸方向強度を保持する。
【００１１】
このように、断面コ字状のシールプレートを圧入により外側継手部材に組み付け、その外側継手部材に対する摩擦力でもって軸方向強度を保持する構造では、シールプレートの製造可能な肉厚や、外側継手部材へのシールプレートの圧入強度に限界がある。
【００１２】
そのため、必要とする軸方向強度を常に満足させることが困難である。その結果、緩衝機構の設計自由度が低くなって適用範囲が制限される。
【００１３】
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、車両の仕様に応じて要求される軸方向強度を容易に確保することができ、緩衝機構の設計自由度を高めることができる摺動式等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の摺動式等速自在継手は、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軸方向変位および角度変位を許容しながら回転トルクを伝達する内側継手部材とを備え、外側継手部材の開口端部にシールプレートを嵌着した構造を具備する。
【００１５】
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、外側継手部材の開口端部の内周に係止溝を形成すると共に、シールプレートの外周に縮径可能な彎曲部を形成し、その彎曲部を弾性変形させて外側継手部材の係止溝に嵌合させたことを特徴とする。
【００１６】
本発明では、シールプレートの縮径可能な彎曲部を弾性変形させて外側継手部材の係止溝に嵌合させた構造としたことにより、従来のようなシールプレートの肉厚や圧入強度と比較して、シールプレートの彎曲部の弾性復元力および係止溝との嵌合力により大きな軸方向強度を確保することができる。そのため、シールプレートの製造限界を大きくすることが容易となる。
【００１７】
本発明におけるシールプレートは、有底筒状部の開口部外周を外側に折り曲げ成形することにより彎曲部が一体的に形成されている構造が望ましい。
【００１８】
このような構造を採用すれば、外側継手部材の係止溝に組み付けられるシールプレートを容易に製作することが可能となる。
【００１９】
本発明におけるシールプレートは、有底筒状部の開口部の全周に亘って彎曲部が形成されている構造が望ましい。
【００２０】
このような構造を採用すれば、シールプレートの彎曲部を外側継手部材の係止溝に確実に嵌合させることができる。
【００２１】
本発明におけるシールプレートは、内側継手部材の軸方向変位により係止溝を支点として彎曲部が折り曲げられることにより外側継手部材の開口端部から離脱可能な構造が望ましい。
【００２２】
このような構造を採用すれば、シールプレートの彎曲部の弾性復元力および係止溝との嵌合力により大きな軸方向強度を確保できると共に、軸方向荷重に対してシールプレートを外側継手部材の開口端部から離脱させる緩衝機能を発揮させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、従来のようなシールプレートの肉厚や圧入強度と比較して、シールプレートの彎曲部の弾性復元力および係止溝との嵌合力により大きな軸方向強度を確保することができる。そのため、シールプレートの製造限界を大きくすることが容易となる。
【００２４】
これにより、車両の仕様に応じて要求される軸方向強度を容易に確保することができ、緩衝機構の設計自由度を高めることができる。その結果、製作が容易で信頼性の高い緩衝機構を装備した摺動式等速自在継手を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態で、摺動式等速自在継手であるダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図２】外側継手部材の係止溝にシールプレートを組み付ける状態を示す部分断面図である。
【図３】図１のシールプレートを打ち抜く前の状態を示す断面図である。
【図４】図１のシールプレートを打ち抜く途中の状態を示す断面図である。
【図５】図１のシールプレートを打ち抜いた後の状態を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態で、シールプレートを打ち抜いた後の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に係る摺動式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。
【００２７】
以下の実施形態では、例えば、自動車用プロペラシャフトに組み込まれる摺動式等速自在継手の一つであるボールタイプのダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）を例示する。なお、本発明は、他の摺動式等速自在継手としてローラタイプのトリポード型等速自在継手（ＴＪ）にも適用可能である。
【００２８】
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間の相対位置変化による軸方向変位と角度変位に対応できる構造とするために摺動式等速自在継手を具備する。プロペラシャフトは、摺動式等速自在継手と鋼製の管状部材との組み合わせで構成され、車両進行方向に対して略平行に車両に取り付けられる。
【００２９】
この実施形態の摺動式等速自在継手（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１１と、内側継手部材１２と、トルク伝達部材である複数個のボール１３と、ケージ１４とを備えている。なお、ボール１３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。
【００３０】
内側継手部材１２の軸孔１５には、シャフト１６の一端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。この内側継手部材１２から延びるシャフト１６は、止め輪１７により内側継手部材１２に対して抜け止めされている。
【００３１】
内側継手部材１２、ボール１３およびケージ１４は、外側継手部材１１の内部に収容されて内部部品１８を構成する。この内部部品１８は、外側継手部材１１に対して角度変位および軸方向変位可能となっている。
【００３２】
外側継手部材１１は、軸方向に延びる直線状トラック溝１９が円筒状内周面２０の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。内側継手部材１２は、外側継手部材１１のトラック溝１９と対をなして直線状トラック溝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。
【００３３】
ボール１３は、外側継手部材１１のトラック溝１９と内側継手部材１２のトラック溝２１との間に介在して回転トルクを伝達する。ケージ１４は、外側継手部材１１の内周面２０と内側継手部材１２の外周面２２との間に配されてボール１３を円周方向等間隔に保持する。
【００３４】
外側継手部材１１の一方の開口端部２３の内周面に環状溝２４を設け、その環状溝２４にサークリップ２５を嵌着した構造としている。この抜け止め機構により、内部部品１８の軸方向変位時、ボール１３がサークリップ２５と干渉することで内部部品１８の軸方向変位量を規制してスライドオーバーを防止している。
【００３５】
以上の構成からなる等速自在継手では、シャフト１６により外側継手部材１１と内側継手部材１２との間に作動角が付与されると、ケージ１４に保持されたボール１３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、外側継手部材１１と内側継手部材１２との間での等速性が確保される。
【００３６】
この等速自在継手では、外側継手部材１１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１１に対してシャフト１６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。
【００３７】
一方、等速自在継手は、継手内部に封入された潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材１１の一方の開口端部２３とシャフト１６との間に設けられたシール機構２６と、外側継手部材１１の他方の開口端部２７にシールプレート３６を装着した緩衝機構２８とを具備する。
【００３８】
シール機構２６は、樹脂製またはゴム製のブーツ２９と金属製のブーツアダプタ３０とからなる。
【００３９】
ブーツ２９は、小径端部３１と大径端部３２を有して中間で折り返した形状をなす。ブーツアダプタ３０は、基端部３３が外側継手部材１１の開口端部２３の外周面に嵌合されて加締めにより固定されている。
【００４０】
ブーツ２９の大径端部３２は、ブーツアダプタ３０の先端部３４に加締めて保持されている。ブーツ２９の小径端部３１は、シャフト１６の外周面にブーツバンド３５により締め付け固定されている。
【００４１】
緩衝機構２８は、円盤状の金属製部材であるシールプレート３６と、外側継手部材１１の開口端部２７の内周に形成された係止溝３７とからなる。
【００４２】
シールプレート３６は、有底筒状部３８の開口部外周に彎曲部３９が一体的に形成されている。この彎曲部３９は、有底筒状部３８の開口部外周を外側に折り曲げ成形することにより弾性力でもって縮径可能としている。このような構造を採用することにより、外側継手部材１１の係止溝３７に組み付けられるシールプレート３６を容易に製作することが可能となる。
【００４３】
一方、係止溝３７は、シールプレート３６の彎曲部３９が嵌合し、外側継手部材１１の開口端部２７側に、シールプレート３６の彎曲部３９の先端が引っ掛かる段部４０が形成されている。
【００４４】
図２に示すように、シールプレート３６の彎曲部３９は、外側継手部材１１の係止溝３７の溝底の径ｄ１（段部４０の内径）よりも大きな外径ｄ２を有する。このシールプレート３６は、彎曲部３９を弾性変形により縮径させた状態で外側継手部材１１の係止溝３７に嵌合させ、彎曲部３９の先端を係止溝３７の段部４０に引っ掛けることにより組み付けられる。
【００４５】
このようにして、外側継手部材１１に組み付けられたシールプレート３６は、彎曲部３９の弾性復元力により外側継手部材１１の係止溝３７の位置で保持される。
【００４６】
なお、この実施形態では、シールプレート３６の彎曲部３９を、有底筒状部３８の開口部全周に亘って設けているが、有底筒状部３８の開口部の周方向で部分的に複数の彎曲部３９を設けるようにしてもよい。彎曲部３９を有底筒状部３８の全周に亘って設けた構造の場合、シールプレート３６の彎曲部３９を外側継手部材１１の係止溝３７に確実に嵌合させることができる。
【００４７】
プロペラシャフトに組み込まれた等速自在継手では、図３に示すように、外側継手部材１１の開口端部２７に鋼製の管状部材４１を摩擦溶接やアーク溶接などの接合によって同軸的に連結固定している。この実施形態では、管状部材４１を摩擦溶接によって連結した構造を例示するが、フランジ接合により連結した構造であってもよい。
【００４８】
以上の構成からなる等速自在継手を備えたプロペラシャフトでは、車両衝突時に軸方向荷重が負荷された場合、図４に示すように、内側継手部材１２、ボール１３およびケージ１４からなる内部部品１８が軸方向変位し、内側継手部材１２から突出するシャフト１６の端部が緩衝機構２８のシールプレート３６に当接する。
【００４９】
この緩衝機構２８では、車両衝突時の軸方向荷重が大きいと、図５に示すように、シャフト１６の端部がシールプレート３６を外側継手部材１１から打ち抜くことになる。このように、シールプレート３６を外側継手部材１１から打ち抜くことにより、車両衝突時の軸方向荷重を緩衝機構２８で吸収する。なお、シールプレート３６が打ち抜かれる際には、ブーツ２９は破断している。
【００５０】
このシールプレート３６の打ち抜き時、外側継手部材１１の係止溝３７に嵌合した彎曲部３９が変形する。つまり、シールプレート３６の彎曲部３９は、外側継手部材１１の係止溝３７の段部４０を支点として折り曲げられ、その折り返し形状が伸びきった形状に変形する。この彎曲部３９の変形によりシールプレート３６が外側継手部材１１の係止溝３７から離脱する。
【００５１】
この実施形態の緩衝機構２８では、シールプレート３６の縮径可能な彎曲部３９を弾性変形させて外側継手部材１１の係止溝３７に嵌合させた構造となっている。
【００５２】
これにより、従来のようなシールプレート３６の肉厚や圧入強度と比較して、シールプレート３６の彎曲部３９の弾性復元力および係止溝３７との嵌合力（段部４０との引っ掛かり代）により大きな軸方向強度を確保することができる。そのため、シールプレート３６の製造限界を大きくすることが容易となる。
【００５３】
このシールプレート３６は、内側継手部材１２の軸方向変位により係止溝３７の段部４０を支点として彎曲部３９が折り曲げられることにより、外側継手部材１１の開口端部２７から離脱可能な構造となっている。
【００５４】
このような構造を採用したことにより、シールプレート３６の彎曲部３９の弾性復元力および係止溝３７との嵌合力（段部４０との引っ掛かり代）により大きな軸方向強度を確保できると共に、軸方向荷重に対してシールプレート３６を外側継手部材１１の開口端部２７から離脱させる緩衝機能を発揮させることができる。
【００５５】
その結果、車両衝突時に軸方向荷重が負荷された場合、車両の仕様に応じて要求されるシールプレート３６の軸方向強度を容易に確保することができ、車両衝突時の軸方向荷重を吸収する緩衝機構２８の設計自由度を高めることが容易となる。
【００５６】
また、この緩衝機構２８では、大きな軸方向強度を確保するため、外側継手部材１１の開口端部２７に従来のようなサークリップを組み付ける必要がない。この実施形態では、サークリップを使用せずに大きな軸方向強度を確保できる点でも、等速自在継手の設計自由度を高めることができる。また、部品点数の削減によりコスト低減が容易である。
【００５７】
さらに、外側継手部材１１の係止溝３７の位置によりシールプレート３６の取り付け位置が決まるため、シールプレート３６を外側継手部材１１に組み付ける際の位置決めが容易となり、製造管理工数の削減が可能である。
【００５８】
なお、外側継手部材１１と管状部材４１との接合部４２（摩擦溶接によるカール部）の内径ｄ３は、打ち抜かれたシールプレート３６と干渉しない範囲で設定すればよい。例えば、図５に示すように、接合部４２の内径ｄ３を外側継手部材１１の係止溝３７の溝底の径ｄ１（段部４０の内径）よりも大きく設定する（ｄ３＞ｄ１）。
【００５９】
この実施形態では、シールプレート３６の打ち抜き時、シールプレート３６は、係止溝３７の段部４０を支点として彎曲部３９が折り曲げられることにより外側継手部材１１から離脱可能な構造となっている。
【００６０】
このことから、図６に示すように、外側継手部材１１と管状部材４１との接合部４２の内径ｄ４を外側継手部材１１の係止溝３７の溝底の径ｄ１（段部４０の内径）よりも小さくすることができる（ｄ４＜ｄ１）。これにより、管状部材４１の内径についても高い設計自由度を確保することができる。
【００６１】
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、特許請求の範囲によって示され、さらに特許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。
【符号の説明】
【００６２】
１１  外側継手部材
１２  内側継手部材
１３  トルク伝達部材（ボール）
２７  開口端部
３６  シールプレート
３７  係止溝
３９  彎曲部
【図１】
2018103654.tif 000003
【図２】
2018103654.tif 000004
【図３】
2018103654.tif 000005
【図４】
2018103654.tif 000006
【図５】
2018103654.tif 000007
【図６】
2018103654.tif 000008