(57)【要約】【課題】ボルト部材による締結、複雑な位相合わせが不要となって組立性の向上を図ることができる等速自在手を提供する。【解決手段】車両取付け用フランジ３１が外輪２２に外嵌される筒部３３を有する。筒部３３の内径面４８に軸方向溝５０を形成するとともに、外輪２２の外径面５１に軸方向溝５２を形成する。筒部３３の軸方向溝５０とこれに対向する外輪２２の軸方向溝５２との間に形成される嵌合孔５３に、車両取付け用フランジ３１と外輪２２とのトルク伝達用のピン部材３２を嵌合させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪の外周面と外輪の内周面の各々に直線状のトラック溝を軸方向に対して互いに反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成し、両トラック溝の交叉部にボールを組み込み、それらボールを前記内輪の外周面と外輪の内周面との間に配置したケージにより保持した等速自在継手において、
車両取付け用フランジが前記外輪に外嵌される筒部を有し、この筒部の内径面に軸方向溝を形成するとともに、外輪の外径面に軸方向溝を形成し、筒部の軸方向溝とこれに対向する外輪の軸方向溝との間に形成される嵌合孔に、前記フランジと外輪とのトルク伝達用のピン部材を嵌合させたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
ピン部材の外周面を円筒面としたことを特徴とする請求項１の等速自在継手。
【請求項３】
前記ピン部材を前記嵌合孔に圧入嵌合したことを特徴とする請求項１又は請求項２の等速自在継手。
【請求項４】
前記ピン部材の圧入方向先端部を、先端に向かって縮径するテーパ形状としたことを特徴とする請求項３の等速自在継手。
【請求項５】
前記ピン部材はその圧入方向先端側の外径が他の部位の外径よりも小さいことを特徴とする請求項３の等速自在継手。
【請求項６】
前記車両取付け用フランジの筒部にねじ部を設け、このねじ部に組立用締付部材を螺合させて、前記ピン部材に対して嵌合孔に圧入する押圧力を付与したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの等速自在継手。
【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に用いられる動力伝達装置であり、特に、４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるプロペラシャフト等に組み込まれ、軸方向変位を吸収し得る構造を具備した等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
４ＷＤ車やＦＲ車などの自動車で使用さ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等速自在継手を具備する。通常、車両全体の重量軽減という観点から、軽量で、しかも回転バランスおよび振動特性がよいレブロ型（あるいはクロスグルーブ型）と称される摺動型等速自在継手が組み込まれている。
【０００３】
前記レブロ型等速自在継手としては、フロートタイプとノンフロートタイプの二種類に大別され、両タイプはプロペラシャフトが装備される車両の特性（スライド量など）に応じて使い分けられている。
【０００４】
図９に示すように、この両タイプの等速自在継手は、内輪１、外輪２、ボール３およびケージ４を主要な構成要素としている。なお、この図９はフロートタイプを示している。
【０００５】
内輪１は、その外周面に複数のトラック溝６が形成されている。この内輪１の中心孔５にプロペラシャフトのスタブシャフト８を挿入してスプライン嵌合させ、そのスプライン嵌合により両者間でトルク伝達可能としている。なお、スタブシャフト８は、スナップリング１１により内輪１に対して抜け止めされている。
【０００６】
そして、外輪２は、内輪１の外周に位置し、その内周面に内輪１のトラック溝６と同数のトラック溝７が形成されている。内輪１のトラック溝６と外輪２のトラック溝７は軸線に対して反対方向に傾斜した角度をなし、対をなす内輪１のトラック溝６と外輪２のトラック溝７との交叉部にボール３が組み込まれている。内輪１と外輪２の間にケージ４が配置され、ボール３は、ケージ４のポケット９内に保持されている。
【０００７】
外輪２が、車両取付け用フランジ（コンパニオンフランジ）１６に取付けられる。すなわち、外輪２の挿通孔１７に挿通されるボルト部材１８を、車両取付け用フランジ１６のねじ孔１９に螺合させる。これによって、この等速自在継手が車両取付け用フランジ１６に締結される。
【０００８】
また、外輪２の反フランジ側には密封装置１５が装着されている。密封装置１５は高速回転時のブーツの回転膨張を抑えるために、ブーツ１２と金属製のブーツアダプタ１３とからなる。ブーツ１２は小端部１２ｂと大端部１２ａを有し、中間にてＶ字形に折り返した格好になっている。ブーツアダプタ１３は、大径の筒部１３ａと、小径の筒部１３ｂと、筒部１３ａから小径の円筒部１３ｂに向って内径方向に延びる径方向壁部１３ｃとを有し、筒部１３ａが、反フランジ側の外輪端部に外嵌される。径方向壁部１３ｃには、前記ボルト部材１８が挿通される貫孔１８ａが設けられている。
【０００９】
従って、前記ボルト部材１８によるボルト締めにより、ブーツアダプタ１３が外輪２に固定されるとともに、ブーツアダプタ１３が装着された外輪２が車両取付け用フランジ１６に取付けられる。この際、フランジ１６の端面１０に外輪２のフランジ側の端面２ａが当接するとともに、ブーツアダプタ１３の径方向壁部１３ｃが外輪２の反フランジ側の端面２ｂに当接する。なお、ブーツ１２の小端部１２ｂはスタブシャフト８に取付けてブーツバンド１４で締付けられ、ブーツ１２の大端部１２ａはブーツアダプタ１３の端部を加締めて保持されている。
【００１０】
このように、車両取付け用フランジ１６と外輪２とをボルト部材（締結用ボルト）１８にて締結する方法は、従来においては一般的である（特許文献１）。
【００１１】
また、このようなボルト部材１８を使用しない締結方法も前記特許文献１には記載されている。この場合、内径面（内周面）にセレーションを設けた外筒を使用する。すなわち、外筒を、フランジの外輪側と外輪とに対して外嵌し、この外筒の内径面（内周面）のセレーションを、フランジの外輪側と外輪の外周面に設けられるセレーションに嵌合させる。そして、この嵌合状態で、フランジの外輪側と外輪とを一対のスナップリングにて挟持して、車両取付け用フランジと外輪とを締結している。
【特許文献１】実開平１−１６８０１９号公報（図１及び図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
締結用ボルトを使用するものでは、回転トルクは、締結用ボルトを締付けることによって、外輪とフランジとのあわせ面に働く摩擦力によって伝達される。しかしながら、この回転トルクをスムーズに伝達するためには、締結用ボルトを規定の締付トルクで締付ける必要がある。このため、この締付トルクを高精度に調整する必要があり、組立作業性に劣る。
【００１３】
また、セレーションを設けた外筒では、セレーション嵌合されるので、比較的大きな回転トルクを伝達することができる。しかしながら、全体としての部品点数が多く、組立作業性が悪いものとなっていた。特に、車両取付け用フランジ（コンパニオンフランジ）と、外輪と内輪とボールとケージ等からなるジョイントアセンブリ体と、外筒とを組み合わせる組立作業を行う必要があり、それらの位相合わせが困難で組立作業性が悪い。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みて、ボルト部材による締結や複雑な位相合わせが不要となって組立性の向上を図ることができる等速自在継手を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の等速自在継手は、内輪の外周面と外輪の内周面の各々に直線状のトラック溝を軸方向に対して互いに反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成し、両トラック溝の交叉部にボールを組み込み、それらボールを前記内輪の外周面と外輪の内周面との間に配置したケージにより保持した等速自在継手において、車両取付け用フランジが前記外輪に外嵌される筒部を有し、この筒部の内径面に軸方向溝を形成するとともに、外輪の外径面に軸方向溝を形成し、筒部の軸方向溝とこれに対向する外輪の軸方向溝との間に形成される嵌合孔に、前記フランジと外輪とのトルク伝達用のピン部材を嵌合させたものである。
【００１６】
本発明の等速自在継手では、外輪の外径面の軸方向溝と、フランジの筒部の軸方向溝との間に形成される嵌合孔にピン部材を嵌合させることでジョイントとフランジ間の回転力を伝達し、又、このピン部材を圧入嵌合させることで嵌合部の周方向がたを無くすことができる。このため、ボルト部材による締結作業を不要とした構造で確実なトルク伝達が可能となる。
【００１７】
また、ピン部材の外周面を円筒面とすることができる。これによって、フランジと外輪に対する接触面積を大きくとることができる。
【００１８】
ピン部材の圧入方向先端部を、先端に向かって縮径するテーパ形状としたり、ピン部材の圧入方向先端側の外径を他の部位の外径よりも小さくしたりすることができる。これらによって、ピン部材の圧入し易さの向上を図ることができる。
【００１９】
前記車両取付け用フランジの筒部にねじ部を設け、このねじ部に組立用締付部材を螺合させて、前記ピン部材に対して嵌合孔に圧入する押圧力を付与することができる。すなわち、組立用締付部材を車両取付け用フランジの筒部のねじに螺着することによって、ピン部材を嵌合孔に圧入することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の等速自在継手によれば、外輪の外径面の軸方向溝と、フランジの筒部の軸方向溝との間に形成される嵌合孔にピン部材を圧入嵌合させることによって、嵌合部の周方向がたを無くすことができ、高速で回転するプロペラシャフトに最適となる。また、ピン部材を嵌合孔に嵌合させることによって、車両取付け用フランジと外輪とのトルク伝達を行うことができるように構成できる。このため、ボルト部材による締結作業を不要とするとともに、複雑な位相合わせも不要となって、組立作業性の向上を図ることができる。しかも、確実なトルク伝達が可能となり、等速自在継手として優れた機能を発揮することができる。
【００２１】
また、ピン部材の外周面を円筒面とすることができ、フランジと外輪に対する接触面積を大きくとることができる。これにより、小型であっても容量の回転トルクの伝達が可能となる。
【００２２】
ピン部材の圧入方向先端部を、先端に向かって縮径するテーパ形状としたり、ピン部材の圧入方向先端側の外径を他の部位の外径よりも小さくしたりすることによって、ピン部材の圧入性の向上を図ることができ、組立性の一層の向上を図ることができる。
【００２３】
組立用締付部材を車両取付け用フランジの筒部のねじに螺着することによって、ピン部材を嵌合孔に圧入することができるので、ピン部材を容易かつ確実に圧入することができ、組立作業性および組立精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る等速自在継手の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【００２５】
本発明の実施形態として、ケージの最小内径を内輪の最大外径よりも小さく設定したフロートタイプのレブロ型（あるいはクロスグルーブ型）等速自在継手を図１と図２に示す。なお、ノンフロートタイプにも適用可能である。
【００２６】
この実施形態における等速自在継手は、内輪２１、外輪２２、ボール２３およびケージ２４を主要な構成要素としている。
【００２７】
内輪２１は、その外周面に複数のトラック溝２６が形成されている。この内輪２１の中心孔２５にスタブシャフト２８をスプライン嵌合させ、そのスプライン嵌合により両者間でトルク伝達可能としている。なお、スタブシャフト２８は、スナップリング２０により内輪２１に対して抜け止めされている。
【００２８】
外輪２２は、内輪２１の外周に位置し、その内周面に内輪２１のトラック溝２６と同数のトラック溝２７が形成されている。内輪２１のトラック溝２６と外輪２２のトラック溝２７は、図２に示すように軸線に対して反対方向に傾斜した角度（トラック交叉角α）をなし、対をなす内輪２１のトラック溝２６と外輪２２のトラック溝２７との交叉部にボール２３が組込まれている。内輪２１と外輪２２の間にケージ２４が配置され、ボール２３はケージ２４のポケット２９内に保持されている。
【００２９】
そして、内輪２１と外輪２２とボール２３とケージ２４等で構成されるジョイントアセンブリ体３０を、車両取付け用フランジ（コンパニオンフランジ）３１に装着することになる。コンパニオンフランジ３１は、ジョイントアセンブリ体３０の外輪２２に、後述する複数のピン部材３２を介して外嵌される筒部３３を備える。すなわち、コンパニオンフランジ３１は、中空部３４を形成する本体部３５と、この本体部３５と筒部３３との間に配設される肉厚部３６とを備える。
【００３０】
また、反シャフト突出側の外輪端部にはエンドプレート３７が装着されている。エンドプレート３７は、車両取付け用フランジ側の継手開口部を塞ぐものであって、継手内部に充填したグリースの漏洩を防ぐと共に異物の侵入を防止する。エンドプレート３７は、反シャフト突出側の外輪端部に外嵌される筒部３７ａと、筒部３７ａから内径方向に延びる径方向壁部３７ｂと、径方向壁部３７ｂから中空部３４に向かって縮径するテーパ壁部３７ｃと、中空部側に膨出する深皿状本体部３７ｄとを備える。
【００３１】
すなわち、エンドプレート３７は、筒部３７ａが反シャフト突出側の外輪端部に圧入され、この状態で、径方向壁部３７ｂが外輪２２の端面２２ａとコンパニオンフランジ３１の肉厚部３６の外輪対応面３６ａとの間に挟持される。
【００３２】
また、ジョイントアセンブリ体３０のシャフト突出側には図１と図６に示すような密封装置４０が装着されている。密封装置４０は高速回転時のブーツの回転膨張を抑えるために、ブーツ４２と金属製のブーツアダプタ４３とからなる。ブーツ４２は大端部４２ａと小端部４２ｂとを有し、中間にてＶ字形に折り返した格好になっている。ブーツアダプタ４３は、大径の筒部４３ａと、小径の筒状本体部４３ｂと、筒部４３ａから内径方向に延びる径方向壁部４３ｃと、この径方向壁部４３ｃと前記筒状本体部４３ｂとを連結するテーパ壁部４３ｄとを備える。また、ブーツ４２の小端部４２ｂはスタブシャフト２８に取付けてブーツバンド４４で締付けられている。ブーツ４２の大端部４２ａはブーツアダプタ４３の筒状本体部４３ｂの端部を加締めて保持されている。
【００３３】
また、コンパニオンフランジ３１の筒部３３の外径面４７には周方向溝４５が形成され、アダプタ４３の筒部４３ａを、コンパニオンフランジ３１の筒部３３に圧入（外嵌）させ、筒部４３ａの先端部４６を周方向溝４５に加締め嵌合させる。
【００３４】
そして、図３と図５に示すように、コンパニオンフランジ３１の筒部３３の内径面４８に、周方向に沿って所定ピッチ（図例では６０度ピッチ）で６個の軸方向溝５０が形成されている。また、外輪２２の外径面５１には前記軸方向溝５０に対応（対向）する軸方向溝５２が周方向に沿って所定ピッチ（図例では６０度ピッチ）で６個形成されている。このため、コンパニオンフランジ３１側の軸方向溝５０と外輪２２側の軸方向溝５２とで、前記ピン部材３２が圧入される嵌合孔５３が形成される。なお、コンパニオンフランジ３１の筒部３３の軸方向溝５０は、筒部３３の開口端まで形成され、この開口端で開口している。これは、コンパニオンフランジ３１を、冷間成型や機械加工にて成型しやすいようにしている。
【００３５】
ピン部材３２は、外周面が円筒面とされた中実体であり、図１に示すように、その軸方向長さＬ１が嵌合孔５３（この場合、外輪２２の軸方向溝５０の軸方向長さ）の軸方向長さＬよりも僅かに短く設定されている。そして、ピン部材３２が嵌合孔５３に圧入された際には、外輪２２の外径面５１とコンパニオンフランジ３１の筒部３３の内径面４８との間に、隙間Ｓが形成される。
【００３６】
そして、このピン部材３２の圧入によって、この外輪２２とコンパニオンフランジ３１の円周方向がたをなくすことができる。
【００３７】
次に、前記のように構成される等速自在継手のコンパニオンフランジ３１への組み付け方法を説明する。まず、ジョイントアセンブリ体３０の外輪２２のフランジ側端部にエンドプレート３７を圧入し、外輪２２の軸方向溝５２にピン部材を嵌合させる。その後、コンパニオンフランジ３１の軸方向凹溝５０と位相合わせを行い、ジョイントアセンブリ体３０を筒部３３の開口側から嵌入する。この時、密封装置４０のブーツアダプタ４３の径方向壁部４３ｃを開口部から圧入することで、ピン部材３２と密封装置４０を同時に組付けることができる。
【００３８】
このように、組み付けられた状態では、ピン部材３２の密封装置４０側の端面３８と、外輪２２の他端面２２ｂとが同一平面上に配置されるとともに、ブーツアダプタ４３の径方向壁４３ｃが外輪２２の他端面２２ｂに当接し、さらに、エンドプレート３７の径方向壁部３７ｂが外輪２２の端面２２ａとコンパニオンフランジ３１の肉厚部３６の外輪対応面３６ａとの間に挟持される。
【００３９】
本発明によれば、外輪２２の外径面５１の軸方向溝５２と、フランジ３１の筒部３３の軸方向溝５０との間に形成される嵌合孔５３にピン部材３２を圧入嵌合させることによって、継手内部の周方向がたを無くすことができ、高速で回転するプロペラシャフトに最適となる。また、ピン部材３２を嵌合孔５３に嵌合させることによって、車両取付け用フランジ３１と外輪２２とのトルク伝達を行うことができるように構成できる。このため、ボルト部材による締結作業を不要とするとともに、複雑な位相合わせも不要となって、組立作業性の向上を図ることができる。しかも、確実なトルク伝達が可能となり、等速自在継手として優れた機能を発揮することができる。
【００４０】
また、ピン部材３２の外周面を円筒面とすることができ、フランジ３１と外輪２２に対する接触面積を大きくとることができる。これにより、小型であっても容量の回転トルクの伝達が可能となる。
【００４１】
ところで、実施形態のピン部材３２では、その外径寸法を軸方向に沿って一定としていたが、ピン部材３２の圧入方向先端部３２ａを、先端に向かって縮径するテーパ形状とすることができる。また、ピン部材３２の圧入方向先端側の外径を他の部位の外径よりも小さくしたりすることができる。なお、小径とする圧入方向先端側の範囲としては、伝達される回転力に応じて設定する。
【００４２】
ピン部材３２の圧入方向先端部３２ａを、先端に向かって縮径するテーパ形状としたり、ピン部材３２の圧入方向先端側の外径を圧入方向後端側の外径よりも小さくしたりすることによって、ピン部材３２の圧入性の向上を図ることができ、組立性の一層の向上を図ることができる。
【００４３】
次に図７は他の実施形態を示し、この場合、組立用締付部材５５を使用している。組立用締付部材５５は、その内径面にねじ部５６を有する短円筒状の本体部５７と、この本体部５７の密封装置側の内鍔部５８とからなる。そして、フランジ３１の筒部３３の外径面４７にはねじ部５９を形成し、組立用締付部材５５のねじ部５６を、密封装置側からフランジ３１のねじ部５９に螺合させることになる。なお、組立用締付部材５５の内鍔部５８は、軸心孔６１を有するリング体からなり、その内径はブーツアダプタ４３の筒状本体部４３ｂの外径よりも大きく、ブーツアダプタ４３の径方向壁部４３ｃの内径端の径程度としている。
【００４４】
この図７における密封装置４０のブーツアダプタ４３は、その大径の筒部４３ａを前記図１に示す等速自在継手と相違して、外輪２２の密封装置４０側の端部に圧入している。また、外輪２２の軸方向溝５２は、外輪２２の他端面２２ｂ側には開口せず、他端面２２ｂ側にストッパ６２が形成されている。
【００４５】
次に、前記のように構成される等速自在継手のコンパニオンフランジ３１への組み付け方法を説明する。この場合も、外輪２２の軸方向溝５２にピン部材３２を嵌合させた状態で、コンパニオンフランジ３１の筒部３３のねじ部５６に組立用締付部材５５のねじ部５６を螺合させていくことになる。この際、ピン部材３２の端面３８が軸方向溝５２のストッパ６２の端面６０に当接した状態となっている。そのため、組立用締付部材５５を螺進させて行けば、組立用締付部材５５の内鍔部５８がブーツアダプタ４３の径方向壁４３ｃを介して、外輪２２をフランジ内部側へ押圧し、ジョイントアセンブリ体３０をコンパニオンフランジ３１の筒部３３に対して嵌入させていくことができる。これによって、ピン部材３２がコンパニオンフランジ３１の筒部３３の軸方向溝５０に圧入する。
【００４６】
そして、組立用締付部材５５を装着（螺着）した状態では、エンドプレート３７の径方向壁部３７ｂが外輪２２の端面２２ａとコンパニオンフランジ３１の肉厚部３６の外輪対応面３６ａとの間に挟持されるとともに、ブーツアダプタ４３の径方向壁部４３ｃは、外輪２２の端面２２ｂと組立用締付部材５５の内鍔部５８とで挟持される。尚、ねじの締付方向は、全体の回転方向に応じて任意に設定しても良い。
【００４７】
なお、図７に示す等速自在継手の他の構成は、図１に示す等速自在継手の構成と同様であり、図７において、図１と同一部材については図１と同一符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
このため、図７に示す等速自在継手であっても、図１等に示すものと同様の作用効果を奏することができる。しかも、組立用締付部材５５を車両取付け用フランジ３１の筒部３３のねじ部５６に螺着することによって、ピン部材３２を嵌合孔に圧入することができるので、ピン部材３２を容易かつ確実に圧入することができ、組立作業性および組立精度の向上を図ることができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、ピン部材３２として、前記実施形態では中実体を使用したが、円筒体にて構成してもよい。また、ピン部材３２の数の増減は任意である。この場合、ピン部材３２の外径寸法、長さ寸法、及び円筒体であればその肉厚寸法等によって相違するが、安定したトルク伝達を可能とするには、周方向に沿って１２０度ピッチで３本程度とするのが好ましい。このように、ピン部材３２の外径寸法、長さ寸法、及び円筒体であればその肉厚寸法を、トルク伝達が可能である限り種々変更することができ、さらには、ピン部材３２の材質としても種々採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手の断面図である。
【図２】前記等速自在継手の内輪および外輪におけるトラック交叉角を説明するための部分正面図である。
【図３】前記図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】ジョイントアセンブリ体の背面図である。
【図５】コンパニオンフランジの背面図である。
【図６】密封装置の背面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す等速自在継手の断面図である。
【図８】組立用締付部材の背面図である。
【図９】従来の等速自在継手の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
２１    内輪
２２    外輪
２３    ボール
２４    ケージ
２６、２７  トラック溝
３１    コンパニオンフランジ
３２    ピン部材
３２ａ  圧入方向先端部
３３    筒部
４８    内径面
５１    外径面
５２    軸方向溝
５５    組立用締付部材
５９  ねじ部
【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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