(57)【要約】【課題】  シャフトとジョイント内部部品とを、分解可能な仕様と分解不可能な仕様の両仕様に簡単に製作でき、しかも使用する部品の共用化が可能で部品管理工数の低減を図ることが可能な等速ジョイントのシャフト抜け防止構造を提供する。【解決手段】  シャフト６と嵌合するための挿入孔９を有する等速ジョイントの内部部品と、リング状の止め輪溝１２を有するシャフト６と、止め輪溝１２に嵌合する止め輪１３と、止め輪溝１２に嵌合するリング状体１７とを備える。シャフト６に引き抜き方向の力が加わった時に、止め輪１３に縮径方向の力を付与する傾斜部１６を内部部品に形成すると共に、止め輪１３に拡径方向の力を付与する傾斜部１８をリング状体１７に形成する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状の止め輪溝を有するシャフトと、
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、
前記止め輪溝に嵌合する止め輪と、
前記止め輪溝に嵌合するリング状体とを備え、
シャフトに引き抜き方向の力が加わった時に、止め輪に縮径方向の力を付与する傾斜部を内部部品に形成すると共に、止め輪に拡径方向の力を付与する傾斜部を前記リング状体に形成したことを特徴とする等速ジョイントのシャフト抜け防止構造。
【請求項２】
前記傾斜部の傾斜角度を、シャフトの引き抜き方向に対して直角な面を基準にして、リング状体の傾斜部の角度をα、内部部品の傾斜部の角度をβとし、前記両角度の関係を、０°≦（β−α）≦１９°とすることにより、シャフトと内部部品を分解不能な仕様とし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抜け防止構造。
【請求項３】
前記傾斜部の傾斜角度を、シャフトの引き抜き方向に対して直角な面を基準にして、リング状体の傾斜部の角度をα、内部部品の傾斜部の角度をβとし、前記両角度の関係を、１９°＜（β−α）とすることにより、シャフトと内部部品を分解可能な仕様とし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抜け防止構造。
【請求項４】
シャフトと内部部品とはスプラインで結合されており、前記内部部品の挿入孔にシャフトが装着されているとき、止め輪溝が内部部品のスプラインの軸方向範囲外に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の等速ジョイントのシャフト抜け防止構造。
【請求項５】
シャフトと内部部品とはスプラインで結合されており、前記内部部品の挿入孔にシャフトが装着されているとき、止め輪溝が内部部品のスプラインの軸方向範囲内に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の等速ジョイントのシャフト抜け防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の駆動系に組み込み、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抜け防止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、ブーツ交換等の整備工数の簡素化を目的に、ジョイント内部部品とシャフトとを分解可能に嵌合させた抜け止め構造が従来から採用されている。その構造は、シャフトの端部に溝を形成し、この溝に止め輪を設けて、止め輪の弾性拡開によりジョイント内部部品に形成した当接面と係合させる。そして、シャフトを引き抜く際に止め輪と干渉する当接面に角度を設けて、止め輪との干渉力の分力により止め輪を縮径させて嵌合を外すという仕組みにしている（特許文献１、特許文献２）。
【特許文献１】特開平０８−６８４２６号公報
【特許文献２】実公昭６４−５１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１においては、止め輪装着位置をシャフトの非端面側とし、内輪の端面に止め輪を縮径させるための工具係合溝を設けることにより、組み立ておよび分解が可能な構造としているが、この場合、内輪の工具係合溝の加工に時間と費用を費やさねばならなかった。
【０００４】
また、特許文献２においては、止め輪を縮径させてシャフトを抜けるようにすることが開示されているが、抜ける仕様と抜けない仕様とを成立させるための傾斜部の角度をどの様に管理するかは示されていなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて、シャフトとジョイント内部部品とを分解可能な仕様と分解不可能な仕様の両仕様に簡単に製作でき、しかも使用する部品の共用化が可能で部品管理工数の低減を図ることが可能な等速ジョイントのシャフト抜け防止構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の等速ジョイントのシャフト抜け防止構造は、リング状の止め輪溝を有するシャフトと、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、前記止め輪溝に嵌合する止め輪と、前記止め輪溝に嵌合するリング状体とを備え、シャフトに引き抜き方向の力が加わった時に、止め輪に縮径方向の力を付与する傾斜部を内部部品に形成すると共に、止め輪に拡径方向の力を付与する傾斜部を前記リング状体に形成したものである。
【０００７】
リング状体の傾斜部の角度や内部部品の傾斜部の角度とを変更することによって、シャフトと内部部品が分解不能な仕様としたり、シャフトと内部部品が分解可能な仕様としたりすることができる。すなわち、止め輪に縮径方向の力を付与する傾斜部の傾斜角度を、止め輪に拡径方向の力を付与する傾斜部の傾斜角度よりも所定量大きくすれば、シャフトに引き抜き方向の力が加わった時に、止め輪に作用する縮径方向の力（分力）が大きくなり、止め輪が縮径して、シャフトを内部部品から引き抜くことができる。止め輪に縮径方向の力を付与する傾斜部の傾斜角度を、止め輪に拡径方向の力を付与する傾斜部の傾斜角度と略同一程度またはそれ以下とすれば、シャフトに引き抜き方向の力が加わった時に、止め輪に対して縮径方向の力が小さく作用したりまたは作用せず、シャフトを内部部品から引き抜くことができない。
【０００８】
特に、内部部品の傾斜部の角度を固定したまま、リング状体の傾斜部の角度を変更することによって、各傾斜部の角度の関係を種々変えることができ、分解不能な仕様としたり、分解可能な仕様としたりすることができる。すなわち、シャフトと内部部品が分解不能な仕様にしたいときは、０°≦（β−α）≦１９°とすることにより、縮径しにくくなり、分解することが困難となる。また、シャフトと内輪が分解可能な仕様としたい場合は、両角度の関係を、１９°＜（β−α）とすることにより、シャフトを引き抜こうとすると止め輪を縮径させる方向に分力が働き引き抜くことができる。
【０００９】
シャフトを内部部品の挿入孔に嵌合させた組み立て状態では、リング状体の傾斜部により、リング状体と止め輪との間に軸方向及び径方向の分力が作用するようにでき、シャフトと内部部品との軸方向のがたつきを無くすかまたは減少させることができる。
【００１０】
内部部品の挿入孔にシャフトが装着されているとき、止め輪溝を内部部品のスプラインの軸方向範囲外に位置させたり、軸方向範囲内に位置させたりすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、リング状体の傾斜部の角度や内部部品の傾斜部の角度とを変更することによって、シャフトと内部部品とを分解不能な仕様としたり、シャフトと内部部品とを分解可能な仕様にしたりすることができる。特に、内部部品の傾斜部の角度を固定したまま、リング状体の傾斜部の角度を変更することによって、分解不能な仕様としたり、分解可能な仕様にしたりすることができる。このため、ジョイント内部部品やシャフトを専用の部材として構成することなく、傾斜角度が相違する傾斜部を有するリング状体を複数種用意すれば、分解可能な仕様と分解不可能な仕様の両仕様の等速ジョイントを簡単に製作することができる。すなわち、内部部品及びシャフトの共用化が可能となり、部品管理工数の低減を図ることができる。
【００１２】
また、シャフトを内部部品の挿入孔に嵌合させた装着状態では、リング状体の傾斜部により、リング状体と止め輪との間に軸方向及び径方向の分力が作用するようにでき、シャフトと内部部品との軸方向のがたつきを無くすかまたは減少させることができる。このため、等速ジョイントとして高精度に機能させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図５、第２の実施の形態を図６に基づいてそれぞれ説明するが、説明の都合上、先端側といった場合は図中左側を、反先端側といった時は図中右側を示すものとする。両実施形態とも、図１に示すような固定式等速ジョイントを例に説明するが、この場合の内部部品は内輪となる。
【００１４】
図１に示すように、固定式等速ジョイント１は、外輪２と、内輪３と、トルク伝達用ボール４と、トルク伝達用ボール４の保持器５とから構成されている。そして、内輪３にトルクを伝達するシャフト６を嵌合して取付けている。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も内輪と呼ばれるものであるが、トリポード型の場合、内部部品は、トラニオンと呼ばれるものになる。
【００１５】
外輪２は、球面状の内径面に曲線状の案内溝７を軸方向に多数形成している。内輪３は、球面状の外径面に曲線状の案内溝８を軸方向に多数形成すると共に、シャフト６を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、軸方向にスプライン１０が形成されている。外輪２の内面に内輪３を設けて、両案内溝７、８で協働して形成されるボールトラックにトルク伝達用ボール４を保持器５を介して位置させて固定式等速ジョイントを形成している。
【００１６】
シャフト６の端部外周には、内輪３の挿入孔９に形成したスプライン１０と係合する軸方向に延びたスプライン１１を形成し、両スプラインを結合させている。
【００１７】
シャフト６の先端側に位置するスプライン１１の外周には、リング状の止め輪溝１２が形成されている。止め輪溝１２の位置は、前記挿入孔９の長さの範囲内にあればよく、シャフト６の先端でスプライン１１が終了する位置にあってもよい。
【００１８】
止め輪溝１２内に、図２に示すように、断面円形のリング状の止め輪１３が嵌合されている。止め輪１３は、リング状ではあるが一部が切欠かれており、縮径の力が付与されない状態（自由状態）において、シャフト６の外径（スプライン１１を含んだ外径）よりも外方へ一部が飛び出している。そして、縮径した状態では止め輪溝１２の内面側へ入り込むようになっている。このため、シャフト６のスプライン１１が内輪３のスプライン１０と嵌合した際に、止め輪１３が縮径して内輪３のスプライン１０の小径内を通ることができるように、前記止め輪溝１２は、縮径状態の止め輪１３が干渉しない深さとなっている。
【００１９】
また、止め輪溝１２内に、断面台形状のリング状体１７が止め輪１３よりも先端側に嵌合されている。リング状体１７も、一部が切欠されており、縮径した状態では止め輪溝１２の内面側へ入り込むようになっている。
【００２０】
リング状体１７の反先端側の壁面は、外周側から内周側に向かって順次反先端側へ傾斜する傾斜面である傾斜部１８を構成する。すなわち、シャフト６の引き抜き方向（図２の矢印Ｂ方向）に対して直角の面を基準に角度αとして傾斜している。
【００２１】
挿入孔９の先端部側には、拡径加工を行って、挿入孔９よりも大きな径の大径部１４が形成されている。この大径部１４は、挿入孔９に設けたスプライン１０の終端の傾斜部１６を介して連続している。
【００２２】
傾斜部１６は、スプライン１０の軸方向範囲外の先端側に位置し、外周側から内周側に向かって順次反先端側へ傾斜する。すなわち、シャフト６の引き抜き方向に対して直角の面を基準に角度βで傾斜している。
【００２３】
シャフト６の内輪３への取付けは、止め輪１３及びリング状体１７を止め輪溝１２に配置して、止め輪１３及びリング状体１７を縮径させた後に、図４に示す矢印Ａ方向に沿ってシャフト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に止め輪１３及びリング状体１７が当接（摺接）しながら挿入されることになる（図５参照）。そして、内輪３の挿入孔９をシャフト６の先端が抜ける位置になると、内輪３の挿入孔９の反先端側の端部と、シャフト６の膨出部６ａ（図１参照）とが当接してシャフト６のさらなる挿入が阻止される。なお、シャフト６の挿入代を規制するために、別途、止め輪を取付けておき、この止め輪が挿入孔９の反先端側と当接して、それ以上の挿入を阻止するようにしてもよい。
【００２４】
シャフト６の挿入孔９への挿入が阻止された状態においては、図２に示すように、止め輪１３が大径部１４に位置することになり、スプライン１０との当接がなくなるため、それまで縮径されていた止め輪１３が弾性により拡径する。止め輪１３が拡径すると、止め輪１３の外周面側が大径部１４に弾性力で当接して保持される。止め輪１３は、この状態でも止め輪溝１２から完全に外に出るまでは拡開しておらず、大径部１４に嵌合するとともに、止め輪１３の一部は依然として止め輪溝１２内にある。
【００２５】
また、図２に示す状態では、リング状体１７も縮径された状態から僅か拡径し、傾斜部１８の外径側において止め輪１３と当接している。これによって、リング状体１７の傾斜部１８により、リング状体１７と止め輪１３との間に軸方向及び径方向の分力を作用させることになり、シャフト６と内部部品との軸方向のがたつきを無くすかまたは減少させることができる。なお、図２に示すように、シャフト６が内輪３の挿入孔９に嵌合した状態であって、シャフト６に矢印Ｂ方向の引き抜き力が作用していない状態では、リング状体１７の外周縁部はシャフト６の外周面よりも外側に突出しないようにする。
【００２６】
次に、前述の傾斜部１８、１６の角度α、βについて説明する。角度α、βは、次の関係を有するものとする。
【００２７】
０°＜α≦β
【００２８】
角度βにて規定される傾斜部１６は、シャフトに引き抜き方向の力が加わった時に、止め輪１３の反先端側と当接して、止め輪１３を縮径させる分力を与える。
【００２９】
また、角度αにて規定される傾斜部１８は、シャフトに引き抜き方向の力が加わった時に、止め輪１３の先端側と当接して、止め輪１３を拡径させる分力を与える。
【００３０】
仮に、α≒βとして、図２矢印Ｂ方向に沿ってシャフト６を引き抜こうとすれば、止め輪１３が当接する傾斜部１８、１６が互いにほぼ平行となり、止め輪１３に作用する力Ｆ１、Ｆ２が干渉し合って止め輪１３を縮径させる分力が生じにくい。このため、止め輪１３が大径部１４に嵌合したままの状態となって、止め輪１３を剪断しない限りシャフト６を引き抜くことができず、シャフト６と内輪３とを分解することができない。
【００３１】
特に、出願人が実験したところ、０°≦（β−α）≦１９°という条件では、止め輪１３を剪断せずに分解することが困難であった。したがって、シャフト６と内輪３とを分解不能な仕様を選択するときは、この範囲のα、βを組み合わせればよい。
【００３２】
また、リング状体１７に縮径する方向に力（分力）が作用し縮径したとしても、図３に示すように、リング状体１７の内周面１７ａが止め輪溝１２の底面１９に当接して、その縮径量が規制される。この状態では、止め輪１３とリング状体１７の傾斜部１８とが当接して、シャフト６の引き抜きが規制される。
【００３３】
さらに、出願人の実験によれば、傾斜部１８を図２の二点鎖線で示すように１９°＜（β−α1）という条件にすると、図２の矢印Ｂ方向に沿ってシャフト６を引き抜く時に、止め輪１３と傾斜部１８、１６との間に働く力Ｆ３、Ｆ４が平行になることが無い。このため、止め輪１３に作用する力として、止め輪１３を縮径させる分力が生じ、シャフト６と内輪３とを分解することができた。したがって、シャフト６と内輪３とを分解する仕様を選択するときは、この範囲のα、βを組み合わせればよい。
【００３４】
すなわち、傾斜部１６の角度を固定した内輪３と、傾斜部１８の角度が相違する複数種のリング状体１７を準備することにより、内輪３とリング状体１７の組み合わせで、内輪３とシャフト６を分解できるものと、分解できないものとの仕様を選択できる。なお、これら角度の選択で内輪３とシャフト６とが分解できる仕様とした場合においても、工具を使わないで内輪３とシャフト６とを分解することはむずかしい仕様にしている。これは、分解できる仕様であっても、ジョイント使用中にシャフト６が引き抜けないようにする必要があるからである。
【００３５】
このように、リング状体１７の傾斜部１８の角度や内部部品（内輪３）の傾斜部１６の角度とを変更することによって、シャフト６と内部部品が分解不能な仕様としたり、シャフト６と内部部品が分解可能な仕様としたりすることができる。特に、内部部品の傾斜部１６の角度を固定したまま、リング状体１７の傾斜部１８の角度を変更することによって、分解不能な仕様としたり、分解可能な仕様としたりすることができる。このため、内部部品やシャフト６を専用の部材として構成することなく、傾斜角度が相違する傾斜部１８を有するリング状体１７を複数種用意すれば、分解可能な仕様と分解不可能な仕様の等速ジョイントを簡単に製作することができる。すなわち、内部部品及びシャフト６の共用化が可能となり、部品管理工数の低減を図ることができる。
【００３６】
また、シャフト６を内部部品の挿入孔９に嵌合させた組み立て状態では、リング状体１７の傾斜部１８により、リング状体１７と止め輪１３との間に軸方向及び径方向の分力を作用させるようにでき、シャフト６と内部部品との軸方向のがたつきを無くすかまたは減少させることができる。このため、等速ジョイントとして高精度に機能させることができる。
【００３７】
次に、第２の実施の形態を図６と図７に基づき説明するが、第１の実施の形態と同一構成については同一の番号を付与してその詳細な説明を省略する。第２の実施の形態は、内輪３のスプライン１０の途中に止め輪１３との傾斜部２０を設けた例を示す。すなわち、第１の実施の形態では、内輪３の挿入孔９にシャフト６が装着されているとき、止め輪溝１２が内輪３のスプライン１０の軸方向範囲外に位置するのに対し、第２の実施の形態では、止め輪溝１２が内輪３のスプライン１０の軸方向範囲内に位置している。なお、第２の実施の形態でも、説明の都合上、先端側といった場合は図中左側を、反先端側といった時は図中右側を示すものとして説明をする。
【００３８】
内輪３に形成された挿入孔９のスプライン１０の先端側の途中には周方向の溝２１を形成している。溝２１の深さは、スプライン１０の高さよりも若干深く形成されている。溝２１は、止め輪１３を受け入れることのできる大きさに形成されており、シャフト６が内輪３の挿入孔９に嵌合（装着）された状態で、前述の止め輪溝１２の開口と溝２１の開口とが対向している。
【００３９】
溝２１の反先端側の壁は、外径側から内径側に向かって反先端側に傾斜する傾斜面とされる。この傾斜した壁が、シャフト６の引き抜き方向の力が付与された時に、止め輪１３に縮径方向の力を付与する傾斜部２０となる。この傾斜部２０の傾斜角度をシャフト６の引き抜き方向に対して直角な面を基準に角度βとする。
【００４０】
この場合も、シャフト６の内輪３への取付は、止め輪１３及びリング状体１７を止め輪溝１２に配置して、止め輪１３及びリング状体１７を縮径させた後に、シャフト６を挿入孔９に図７に示す矢印Ａ方向に沿って挿入する。この時、挿入孔９のスプライン１０に止め輪１３及びリング状体１７が当接（摺接）しながら挿入されることになる。
【００４１】
シャフト６の前記挿入孔９への挿入が阻止された状態（シャフト６が挿入孔９に嵌合した状態）では、縮径されていた止め輪１３及びリング状体１７が、スプライン１０の内径との当接がなくなるため、弾性により拡径する。止め輪１３が拡径すると、図６に示すように、止め輪１３の外周面側が溝２１に嵌合した状態となる。
【００４２】
図６に示す状態では、リング状体１７も縮径された状態から僅かに拡径し、傾斜部１８の外径側に止め輪１３が当接する。このため、第２の実施の形態においても、リング状体１７の傾斜部１８により、リング状体１７と止め輪１３との間に軸方向及び径方向の分力を作用させることになり、シャフト６と内部部品との軸方向のがたつきを無くすかまたは減少させることができる。なお、シャフト６に矢印Ｂ方向の引き抜き力が作用していない状態では、リング状体１７の外周縁部はシャフト６の外周面よりも突出しないようにする。
【００４３】
そして、傾斜部１８、２０の角度α、βは、第１の実施の形態と同じ条件にすると、α≒βまたは、０°≦（β−α）≦１９°という条件では、図６で示すように、止め輪１３に作用する力Ｆ５、Ｆ６（図７参照）が干渉し合って、止め輪１３が溝２１に嵌合したままの状態となる。このため、止め輪１３を剪断しない限りシャフト６を引き抜くことができず、シャフト６と内輪３とを分解することができない。
【００４４】
また、傾斜部１８を図６の二点鎖線で示すように、１９°＜（β−α1）とした条件においては、止め輪１３に作用する力Ｆ７、Ｆ８（図６参照）として、止め輪１３を縮径方向（シャフトの中心軸方向）に移動させる分力が生じるため、シャフト６と内輪３とを分解することができる。
【００４５】
すなわち、第２の実施の形態であっても、第１の実施の形態と同じ作用効果を得ることができる。
【００４６】
なお、前記各実施の形態では、止め輪１３を断面円形としているが、断面が矩形や楕円等の形状のものであってもよく、リング状体１７も断面台形に限るものではなく、シャフト６に引き抜き方向の力が加わったときに、止め輪１３に拡径方向の力を付与する傾斜部１８があればよい。
【００４７】
傾斜部１６、１８、２０の傾斜角度を設定する際、内部部品の傾斜部１６の角度を固定（一定と）して、分解可能仕様としたり、分解不可能としたりするのが好ましいが、内部部品の傾斜部１６、２０の角度を固定しなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す等速ジョイントの断面図である。
【図２】前記等速ジョイントの要部拡大断面図である。
【図３】シャフトに引き抜き力が作用したときの拡大断面図である。
【図４】シャフトと内輪の組み立て前の状態を示す断面図である。
【図５】シャフトと内輪の組み立て途中を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す等速ジョイントの要部断面図である。
【図７】前記等速ジョイントのシャフトと内輪の組み立て前の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    固定式等速ジョイント
２    外輪
３    内輪
４    トルク伝達用ボール
５    保持器
６    シャフト
６ａ  膨出部
７、８  案内溝
９    挿入孔
１０、１１  スプライン
１２  止め輪溝
１３  止め輪
１４  大径部
１６、１８、２０  傾斜部
１７    リング状体
１７ａ  内周面
１９    底面
２１    溝
【図１】
2007056951.tif 000003
【図２】
2007056951.tif 000004
【図３】
2007056951.tif 000005
【図４】
2007056951.tif 000006
【図５】
2007056951.tif 000007
【図６】
2007056951.tif 000008
【図７】
2007056951.tif 000009