(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継手を提供する。【解決手段】内輪２１の外周面と外輪２２の内周面の各々に直線状のトラック溝２６、２７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２６、２７の交叉部にボール２３を組み込み、それらボール２３を内輪２１の外周面と外輪２２の内周面との間に配置したケージ２４により保持した等速自在継手である。車両取付け用フランジ３１と外輪２２とのトルク伝達手段にピン部材３２を用いた。【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、前記外輪が車両取付け用フランジに取付けられる等速自在継手において、
車両取付け用フランジと外輪とのトルク伝達手段にピン部材を用いたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
車両取付け用フランジ及び外輪にそれぞれピン嵌合用孔を設け、これらのピン嵌合用孔に前記ピン部材を圧入嵌合させたことを特徴とする請求項１の等速自在継手。
【請求項３】
前記ピン部材を周方向に沿って所定ピッチで複数個配設したことを特徴とする請求項２の等速自在継手。
【請求項４】
前記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２又は請求項３の等速自在継手。
【請求項５】
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２〜請求項４のいずれかの等速自在継手。
【請求項６】
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２〜請求項４のいずれかの等速自在継手。
【請求項７】
前記車両取付け用フランジにねじ部を設け、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圧入方向の押圧力を付与したことを特徴とする請求項２〜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１０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１０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と外輪とのトルク伝達手段にピン部材を用いたものである。
【００１６】
本発明の等速自在継手では、車両取付け用フランジの筒部側面のピン溝と外輪の側面部のピン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させることで嵌合部のがたを無くすことができる。また、ねじ部を有した組立用締付部材にて車両取付けフランジに組付けることができるため、複数個のボルト部材による締結作業が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、ピン部材を周方向に沿って所定ピッチで複数個配設したり、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、ピン部材を圧入しやすくすることができる。
【００１９】
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圧入方向の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、ピン部材を嵌合用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、フランジの筒部側面のピン溝と外輪の側面部のピン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で、嵌合部の円周方向がたを無くすことができ、確実なトルク伝達が可能となる。また、ピン部材により位相合わせを行い、ねじ部を有する組立用締付部材にて組付けを行うことができるため、複数個の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。
【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部に螺着することによって、ピン部材を嵌合用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９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２３等で構成されるジョイントアセンブリ体３０に、車両取付け用フランジ（コンパニオンフランジ）３１が装着される。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、ジョイントアセンブリ体３０の外輪２２に外嵌される筒部３３と、本体部３５と筒部３３との間に配設される連設部（肉厚部）３６とを備える。コンパニオンフランジ３１と外輪２２とは後述するように、ピン部材３２を介して連結される。
【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の端部を加締めて保持されている。
【００３３】
そして、図１と図３と図４に示すように、外輪２２のコンパニオンフランジ３１側の端面２２ａに、周方向に沿って所定ピッチ（図例では６０度ピッチ）で６個のピン嵌合用孔５０が形成されている。図１と図５に示すように、コンパニオンフランジ３１の外輪対応面３６ａに、前記ピン嵌合用孔５０に対応（対向）するピン嵌合用孔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。また、外輪２２の端面２２ａとコンパニオンフランジ３１の外輪対応面３６ａとの間に挟持されるエンドプレート３７の径方向壁部３７ｂに貫孔３９が形成されている。
【００３４】
ピン部材３２は、外周面が円筒面とされた中実体であり、その軸方向長さＬが各ピン嵌合用孔５０、５２の軸方向長さＬ１、Ｌ２よりも長く設定されている。そして、ピン部材３２は、その一端部３２ａ側をコンパニオンフランジ３１側のピン嵌合用孔５２に圧入するとともに、その他端部３２ｂ側を外輪２２側のピン嵌合用孔５０に圧入している。この際、ピン部材３２はエンドプレート３７の径方向壁部３７ｂの貫孔３９に挿通されている。
【００３５】
このように、ピン部材３２をピン嵌合用孔５０、５２に圧入することによって、エンドプレート３７の径方向壁部３７ｂを外輪２２とコンパニオンフランジ３１とで挟んだ状態で、このジョイントアセンブリ体３０をコンパニオンフランジ３１に取付けることができる。この連結状態（取付状態）では、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】
また、フランジ３１の筒部３３の外径面にはねじ部５９を形成し、このねじ部５９に組立用締付部材５５を螺着している。組立用締付部材５５は、図１と図６等に示すように、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、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、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。
【００３７】
すなわち、この組立用締付部材５５の内径側のねじ部５６をコンパニオンフランジ３１のねじ部５９に螺合させることによって、密封装置４０のブーツアダプタ４３の径方向壁部４３ｃが、外輪２２の端面２２ｂと組立用締付部材５５の内鍔部５８とで挟持された状態となる。
【００３８】
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の反シャフト突出側の端部にエンドプレート３７を圧入した状態で、外輪２２のピン嵌合用孔５０にピン部材３２を圧入する。その後、コンパニオンフランジ３１のピン嵌合用孔５２の位相と外輪２２のピン嵌合用孔５０に嵌合しているピン部材３２の位相とを合わせ、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。
【００３９】
このように、組立用締付部材５５をフランジ３１のねじ部５９に対して螺進させて行けば、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、その他端部３２ｂが外輪２２のピン嵌合用孔５０に圧入されているピン部材３２の一端部３２ａがコンパニオンフランジ３１のピン嵌合用孔５２に圧入して行くことになる。すなわち、ピン部材３２に対して圧入方向の押圧力を付与することができる。
【００４０】
そして、組立用締付部材５５は、エンドプレート３７の径方向壁部３７ｂを外輪２２とコンパニオンフランジ３１とで挟んだ状態となるまで螺進させる。これによって、図１に示すように、ピン部材３２が各ピン嵌合用孔５０、５２に圧入された状態となり、ジョイントアセンブリ体３０がコンパニオンフランジ３１に連結される。
【００４１】
また、他の組立方法として、ジョイントアセンブリ体３０の外輪２２のフランジ側の端部にエンドプレート３７を圧入するとともに、コンパニオンフランジ３１のピン嵌合用孔５２にピン部材３２の一端部３２ａを圧入した後、外輪２２のピン嵌合用孔５０をピン部材３２の位相に合わせて、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に螺合するようにしてもよい。この場合であっても、組立用締付部材５５をフランジ３１のねじ部５９に対して螺進させて行けば、コンパニオンフランジ３１とジョイントアセンブリ体３０とが相互に接近することになり、その一端部３２ａがコンパニオンフランジ３１のピン嵌合用孔５２に圧入されているピン部材３２の他端部３２ｂが外輪２２のピン嵌合用孔５０に圧入して行くことになる。
【００４２】
本発明では、車両取付け用フランジ３１のピン嵌合用孔５２と外輪２２のピン嵌合用孔５０との間に形成される嵌合孔にピン部材３２を圧入嵌合させることによって、嵌合部の円周方向がたを無くすことができ、確実なトルク伝達が可能となる。また、ピン部材３２により位相合わせを行い、ねじ部を有する組立用締付部材５５にて組付けを行うことができるため、複数個の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。
【００４３】
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。
【００４４】
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５９に螺着することによって、ピン部材３２を嵌合用孔５０、５２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。
【００４５】
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。ここで、圧入方向先端部とは、ピン部材３２を外輪２２のピン嵌合用孔５０に圧入する場合においては、他端部３２ｂとなる。また、ピン部材３２をコンパニオンフランジ３１のピン嵌合用孔５２に圧入する場合においては、一端部３２ａが圧入方向先端部となる。このため、ピン部材３２の両端部３２ａ、３２ｂをテーパ形状とするのが好ましい。
【００４６】
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。すなわち、ピン部材３２の軸方向中央部の外径よりも両端部３２ａ、３２ｂの外径を小とすることができる。この場合、端部３２ａ、３２ｂと軸方向中央部との境目に段差が生じないようにテーパ部を形成するのが好ましい。
【００４７】
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。
【００４８】
次に図７と図８は他の実施形態を示し、この場合、コンパニオンフランジ３１が、ジョイントアセンブリ体３０の外輪２２に外嵌される筒部３３を有しないものである。
【００４９】
このため、図７と図９に示すように、肉厚部３６の外径面にねじ部５９を形成するとともに、組立用締付部材５５のねじ部５６を、この組立用締付部材５５の開口部（反内鍔部側の開口部）側のみに形成されている。
【００５０】
したがって、この図７等に示す等速自在継手においても、組立用締付部材５５のねじ部５６をコンパニオンフランジ３１のねじ部５９に螺着することによって、ピン部材３２に対して圧入方向の押圧力を付与することができる。なお、この図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。
【００５１】
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。
【００５２】
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】
【００５３】
【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】前記等速自在継手の要部側面図である。
【図５】コンパニオンフランジの側面図である。
【図６】組立用締付部材の側面図である。
【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】図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】コンパニオンフランジの側面図である。
【図１０】従来の等速自在継手の断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
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(車両取付用フランジ)
３２    ピン部材
５０、５２    ピン嵌合用孔
５５   組立用締付部材
５９   ねじ部
【図１】
2007278349.tif 000003
【図２】
2007278349.tif 000004
【図３】
2007278349.tif 000005
【図４】
2007278349.tif 000006
【図５】
2007278349.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2007278349.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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