(57)【要約】【課題】  内輪の突起部の軸方向長さ（内輪幅）を短縮しても、サークリップの自動組み付けを容易にする。【解決手段】  外輪との間で角度変位を許容しながらトルクを伝達する等速自在継手に装備され、内径に形成された軸孔１２にシャフトを挿入してスプライン嵌合させ、サークリップにて抜け止めする内輪６であって、前記軸孔１２のシャフト挿入側端部に、チャンファ角が異なる二段チャンファ２０を設ける。その二段チャンファ２０は、軸孔開口側に位置する第一チャンファ部２１と、その第一チャンファ部２１に軸孔反開口側に連設された第二チャンファ部２２とで構成し、第一チャンファ部２１のチャンファ角αを第二チャンファ部２２のチャンファ角βよりも大きく設定する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外方部材との間で角度変位を許容しながらトルクを伝達する等速自在継手に装備され、内径に形成された軸孔にシャフトを挿入してスプライン嵌合させ、係止部材にて抜け止めする内方部材であって、前記軸孔のシャフト挿入側端部に、チャンファ角が異なる二段チャンファを設けたことを特徴とする等速自在継手の内方部材。
【請求項２】
前記二段チャンファは、軸孔開口側に位置する第一チャンファ部と、その第一チャンファ部に軸孔反開口側に連設された第二チャンファ部とで構成され、第一チャンファ部のチャンファ角を第二チャンファ部のチャンファ角より大きく設定した請求項１に記載の等速自在継手の内方部材。
【請求項３】
前記第一チャンファ部は、３２．６°〜６０°のチャンファ角を有し、第二チャンファ部は、１５°〜３２．５°のチャンファ角を有する請求項１又は２に記載の等速自在継手の内方部材。
【請求項４】
外方部材と、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内方部材と、前記外方部材と内方部材の間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材とを具備した等速自在継手。
【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の動力伝達系において使用され、例えば４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれる固定式あるいは摺動式の等速自在継手及びその等速自在継手の一部を構成する内方部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のドライブシャフト等の連結用継手として使用されている固定式等速自在継手（ツェパー型等速自在継手：ＢＪ）は、球面状の内径面に曲線状のトラック溝を軸方向に形成した外方部材としての外輪と、球面状の外径面に曲線状のトラック溝を軸方向に形成した内方部材としての内輪と、外輪のトラック溝とこれに対応する内輪のトラック溝とが協働して形成されるボールトラックに配された複数のトルク伝達用ボールと、それらのボールを保持するポケットを備えた保持器とで構成される。複数のボールは、保持器に形成されたポケットに収容されて円周方向等間隔に配置されている。
【０００３】
この等速自在継手をドライブシャフトに使用する場合、外輪の一端から軸方向に一体的に延びる軸部（従動軸）を車輪軸受装置に連結すると共に、内輪の軸孔にスプライン嵌合されたシャフト（駆動軸）を摺動式等速自在継手に連結するようにしている。この外輪の軸部と内輪側のシャフトの二軸間で外輪と内輪とが角度変位すると、保持器のポケットに収容されたボール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、継手の等速性が確保される。ここで、作動角とは、外輪の軸部と内輪のシャフトとがなす角度を意味する。
【０００４】
前述したように等速自在継手の内輪の軸孔にシャフトが連結されている。この内輪とシャフトの連結構造では、内輪の軸孔にシャフトがスプライン嵌合され、サークリップにて抜け止めされる（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された連結構造では、サークリップの自動組み付けが容易なように内輪の軸孔のシャフト挿入側端部にチャンファを設けるようにしている。
【０００５】
図９〜図１２は、特許文献１に開示された形状を有する内輪１０６にシャフト１１３を組み付ける要領を説明したものである。同図に示すように内輪１０６の軸孔１１２の内周面にスプライン１１７が形成され、その軸孔１１２のシャフト挿入側端部にチャンファ１２０を設けている。そのチャンファ角βは、３２．５°以下、好ましくは１５°以上３２．５°以下に設定している。また、チャンファ１２０の開口端半径Ｒ２は、シャフト１１３の端部に形成した凹溝１１４に予め取り付けられたサークリップ１１５がその自重により垂れ下がった状態でも、シャフト１１３を内輪１０６の軸孔１１２にそのまま挿入できるように、シャフト１１３にサークリップ１１５が自重で垂れ下がった時の半径Ｒ１よりも大きく設定している（図９参照）。
【０００６】
この内輪１０６の軸孔１１２にシャフト１１３を組み付けるに際しては、まず、図９に示すように内輪１０６の軸孔１１２に対してシャフト１１３を同軸上に配置すると、そのシャフト１１３の軸端部にサークリップ１１５が垂れ下がった状態となる。
【０００７】
この状態から、図１０に示すように内輪１０６の軸孔１１２にシャフト１１３を挿入すると、サークリップ１１５は内輪１０６のチャンファ１２０のテーパ面に案内されて自動調心される。
【０００８】
その後、図１１に示すように内輪１０６の軸孔１１２にシャフト１１３をさらに挿入すると、サークリップ１１５は内輪１０６のスプライン小径まで縮径されて軸孔１１２を通過する。
【０００９】
そして、図１２に示すようにシャフト１１３の軸端部を内輪１０６から突出する位置まで挿入すると、サークリップ１１５は内輪１０６の軸孔開口端に形成された段部１１６の位置で拡径されて、シャフト１１３がこのサークリップ１１５にて抜け止めされる。
【特許文献１】特許第３１８８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述した等速自在継手では、サークリップ１１５の自動組み付けを行うに際して、内輪１０６のチャンファ１２０のテーパ面長さを稼いでサークリップ１１５が自動調心されながらスムーズに縮径するように、その内輪１０６のシャフト挿入側端部に突起部１１９を設けている。なお、内輪１０６の端部を突起形状としているのは、内輪１０６とケージの組み込み性を考慮したものである。
【００１１】
一方、サークリップ１１５の自動組み付け性を向上させるためには、内輪１０６のチャンファ１２０におけるテーパ角、つまりチャンファ角βを小さくするほうがよい。しかしながら、内輪１０６のスプライン有効嵌合長を確保したまま、チャンファ角βを小さくすればするほど、前述した突起部１１９の軸方向長さが大きくなり、その結果、内輪１０６の軸方向長さ、つまり内輪幅が拡大することになる。これは、継手の製造面においてコストアップを招き、継手全体の重量増加にもなる。
【００１２】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、内輪の突起部の軸方向長さ（内輪幅）を短縮しても、サークリップの自動組み付けを容易にし得る等速自在継手及びその内方部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、外方部材との間で角度変位を許容しながらトルクを伝達する等速自在継手に装備され、内径に形成された軸孔にシャフトを挿入してスプライン嵌合させ、係止部材にて抜け止めする内方部材であって、前記軸孔のシャフト挿入側端部に、チャンファ角が異なる二段チャンファを設けたことを特徴とする。
【００１４】
この二段チャンファは、軸孔開口側に位置する第一チャンファ部と、その第一チャンファ部に軸孔反開口側に連設された第二チャンファ部とで構成され、第一チャンファ部のチャンファ角を第二チャンファ部のチャンファ角より大きく設定することが望ましい。また、第一チャンファ部は、３２．６°〜６０°のチャンファ角を有し、第二チャンファ部は、１５°〜３２．５°のチャンファ角を有することが好ましい。
【００１５】
前記二段チャンファの第一チャンファは、シャフトの端部に形成した凹溝に予め取り付けられたサークリップがその自重により垂れ下がった状態でも、そのサークリップを自動調心しながらシャフトを内輪の軸孔にそのまま挿入するためのものである。また、第二チャンファは、サークリップの自動調心後にそのサークリップを縮径させるためのものである。
【００１６】
このようにチャンファ角が大きい第一チャンファ部と、チャンファ角が小さい第二チャンファ部とからなる二段チャンファを設けたことにより、サークリップの自動組み付けを容易にすると共に、第二チャンファ部よりも第一チャンファ部のチャンファ角が大きいことから、内輪の突起部の軸方向長さ（内輪幅）を短縮することが可能となる。
【００１７】
つまり、第二チャンファ部のチャンファ角を従来品と同等にした場合、第一チャンファ部のチャンファ角が従来品よりも大きくなることから、その分、内方部材の軸方向長さを短縮化することができる。
【００１８】
前述の構成からなる内方部材に、外方部材と、その外方部材と内方部材の間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材とを付加すれば、等速自在継手を構成することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、軸孔のシャフト挿入側端部に、チャンファ角が異なる二段チャンファを設けたことにより、従来品と同等の自動組み付け性を確保することができると共に、内方部材の軸方向長さの短縮化により、内方部材の軽量化および低コスト化を図ることができ、自動組み付け性の良好で軽量コンパクトな等速自在継手を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態は、固定式（ツェパー型）等速自在継手（ＢＪ）に適用した場合を例示するが、他の等速自在継手、例えば、固定式（アンダーカットフリー型）等速自在継手（ＵＪ）、摺動式（クロスグルーブ型）等速自在継手（ＬＪ）や摺動式（ダブルオフセット型）等速自在継手（ＤＯＪ）、摺動式（トリポード型）等速自在継手（ＴＪ）も適用可能である。
【００２１】
図７および図８に示す実施形態の等速自在継手は、球面状の内径面１に曲線状のトラック溝２を軸方向に形成した外方部材としての外輪３と、球面状の外径面４に曲線状のトラック溝５を軸方向に形成した内方部材としての内輪６と、外輪３のトラック溝２とこれに対応する内輪６のトラック溝５とが協働して形成されるボールトラックに配された８個のトルク伝達用ボール７と、それらのボール７を保持するポケット８を備えた保持器９とで構成される。８個のボール７は、保持器９に形成されたポケット８に一個ずつ収容されて円周方向等間隔に配置されている。
【００２２】
外輪３のトラック溝２の曲率中心Ｏ１と内輪６のトラック溝５の曲率中心Ｏ２とは、ボール７の中心を含む継手中心面Ｏに対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされ、そのため、ボールトラックは開口側が広く、奥側に向かって漸次縮小した楔形状になっている。また、外輪３の内径面１および内輪６の外径面４の球面中心はいずれも継手中心面Ｏと一致する。
【００２３】
前述の構成からなる等速自在継手を自動車のドライブシャフトに使用する場合、前述の外輪３のマウス部１０の底部から一体的に延びる軸部１１（従動軸）を車輪軸受装置（図示せず）に連結すると共に、内輪６の軸孔１２にスプライン嵌合されたシャフト１３（駆動軸）を摺動型等速自在継手（図示せず）を連結する。この内輪６とシャフト１３をスプライン嵌合により連結したことにより両者間でトルク伝達可能となっている。
【００２４】
この等速自在継手では、外輪３の軸部１１と内輪側のシャフト１３の二軸間で作動角度変位を許容しながらトルク伝達が可能な構造となっている。つまり、外輪３と内輪６とが角度θだけ角度変位すると、保持器９に案内されたボール７は常にどの作動角θにおいても、その作動角θの二等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性が確保される。
【００２５】
内輪６の軸孔１２に挿入されてスプライン嵌合したシャフト１３は、その先端部に設けられた環状の凹溝１４に嵌め込まれた係止部材としてのサークリップ１５を、内輪６の軸孔１２の奥側端部に設けられた段部１６に係止させることにより、抜け止めされている。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態における内輪形状を従来品と比較するため、軸線より上半分に本発明の実施形態における内輪６を示し、軸線より下半分に従来における内輪１０６を示す。
【００２７】
この等速自在継手の内輪６は、図１に示すように軸孔１２のシャフト挿入側端部に、チャンファ角α，βが異なる二段チャンファ２０を設けた構造を具備する。この二段チャンファ２０は、軸孔開口側に位置する第一チャンファ部２１と、その第一チャンファ部２１に軸孔反開口側に連設された第二チャンファ部２２とで構成し、第一チャンファ部２１のチャンファ角αを第二チャンファ部２２のチャンファ角βよりも大きく設定している。第一チャンファ部２１は、３２．６°〜６０°のチャンファ角αを有し、第二チャンファ部２２は、従来品と同等の１５°〜３２．５°のチャンファ角βを有する。
【００２８】
二段チャンファ２０の第一チャンファ２１は、シャフト１３の端部に形成した凹溝１４に予め取り付けられたサークリップ１５がその自重により垂れ下がった状態でも、そのサークリップ１５を自動調心しながらシャフト１３を内輪６の軸孔１２にそのまま挿入するためのもので、内輪６の開口端での半径Ｒ３を従来品における内輪１０６の開口端での半径Ｒ２と同等にする必要がある（Ｒ３＝Ｒ２）。
【００２９】
また、第二チャンファ部２２は、サークリップ１５の自動調心後にそのサークリップ１５を縮径させるためのもので、第一チャンファ部２１との境界部分での半径Ｒ４を、図２に示すサークリップ１５の最大半径Ｒ５よりも大きくする必要がある（Ｒ４＞Ｒ５）。
【００３０】
図３〜図６は、この実施形態の内輪６にシャフト１３を組み付ける要領を説明したものである。
【００３１】
この内輪６の軸孔１２にシャフト１３を組み付けるに際しては、まず、図３に示すように内輪６の軸孔１２に対してシャフト１３を同軸上に配置すると、そのシャフト１３の軸端部にサークリップ１５が垂れ下がった状態となる。
【００３２】
この状態から、図４に示すように内輪６の軸孔１２にシャフト１３を挿入すると、サークリップ１５は内輪６の二段チャンファ２０の第一チャンファ部２１のテーパ面に案内されて自動調心される。
【００３３】
その後、図５に示すように内輪６の軸孔１２にシャフト１３をさらに挿入すると、サークリップ１５は内輪６の二段チャンファ２０の第二チャンファ部２２のテーパ面に案内されてスプライン小径まで縮径されて軸孔１２を通過する。
【００３４】
そして、図６に示すようにシャフト１３の軸端部を内輪６から突出する位置まで挿入すると、サークリップ１５は内輪６の軸孔開口端に形成された段部１６の位置で拡径されて、シャフト１３がこのサークリップ１５にて抜け止めされる。
【００３５】
このようにチャンファ角αが大きい第一チャンファ部２１と、チャンファ角βが小さい第二チャンファ部２２とからなる二段チャンファ２０を設けたことにより、サークリップ１５の自動組み付けを容易にすると共に、第二チャンファ部２２よりも第一チャンファ部２１のチャンファ角が大きいことから（α＞β）、図１に示すように内輪６の突起部１９の軸方向長さｍ１（内輪幅Ｌ１）を従来品における内輪１０６の突起部１１９の軸方向長さｍ２（内輪幅Ｌ２）よりも短くすることができる（ｍ１＜ｍ２，Ｌ１＜Ｌ２）。
【００３６】
つまり、第二チャンファ部２２のチャンファ角βを従来品と同等にした場合、第一チャンファ部２１のチャンファ角αが従来品よりも大きくしたことから、その分、内輪６の軸方向長さ、つまり内輪幅Ｌ１を短縮化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態における内輪形状を従来品と比較するため、軸線より上半分に本発明の実施形態における内輪を、軸線より下半分に従来における内輪をそれぞれ示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態で、サークリップを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態で、内輪に対してシャフトを同軸上に配置した状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態で、内輪の第一チャンファ部でサークリップを自動調心しながらシャフトを挿入する状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態で、内輪の第二チャンファ部でサークリップを縮径させながらシャフトを挿入する状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態で、内輪に対するシャフトの挿入を完了してサークリップにより抜け止めした状態を示す断面図である。
【図７】固定型等速自在継手の構造例で、図８のＢ−Ｏ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図９】従来の内輪に対してシャフトを同軸上に配置した状態を示す断面図である。
【図１０】従来の内輪のチャンファ部でサークリップを自動調心しながらシャフトを挿入する状態を示す断面図である。
【図１１】従来の内輪でサークリップを縮径させながらシャフトを挿入する状態を示す断面図である。
【図１２】従来の内輪に対するシャフトの挿入を完了してサークリップにより抜け止めした状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
３  外方部材（外輪）
６  内方部材（内輪）
７  トルク伝達部材（ボール）
１２  軸孔
１３  シャフト
１５  係止部材（サークリップ）
２０  二段チャンファ
２１  第一チャンファ部
２２  第二チャンファ部
α  第一チャンファ部のチャンファ角
β  第二チャンファ部のチャンファ角
【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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【図１１】
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【図１２】
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