(57)【要約】【課題】分解および再組付けに適した等速ジョイントを提供することを目的とする。【解決手段】シャフト６０の外周面には、径方向外方に突出する環状の突条部６２が形成され、内側部材３０における外輪２０の開口側の端部には、突条部６２と隣接する係合部３６が形成される。等速ジョイント１０は、隣接した突条部６２および係合部３６の軸方向両端に係合する爪部７２を有し、シャフト６０に対する内側部材３０の軸方向移動を規制するクランプ部材７０を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の外輪とシャフトに固定された内側部材との間で、相対角度を可変に且つトルク伝達可能に連結された等速ジョイントにおいて、
前記シャフトの外周面には、径方向外方に突出する環状の突条部が形成され、
前記内側部材における前記外輪の開口側の端部には、前記突条部と隣接する係合部が形成され、
隣接した前記突条部および前記係合部の軸方向両端に係合する爪部を有し、前記シャフトに対する前記内側部材の軸方向移動を規制するクランプ部材を備える等速ジョイント。
【請求項２】
前記係合部は、径方向外方に突出する環状に形成され、前記突条部に対して軸方向に隣接する、請求項１の等速ジョイント。
【請求項３】
前記クランプ部材は、縮径することにより前記爪部が前記突条部および前記係合部の軸方向両端に係合する環状からなり、
前記突条部および前記係合部の軸方向両端の少なくとも一方には、前記爪部と接触する部位に軸方向外方に向かって徐々に小径となるテーパー部が形成され、
前記内側部材は、前記クランプ部材が縮径すると、前記テーパー部に対する前記爪部の締め付けに伴って発生する軸方向力によって、前記シャフトに対する軸方向移動を規制される、請求項２の等速ジョイント。
【請求項４】
前記外輪の内周面および前記内側部材の外周面には、互いに対向して軸方向に延びる複数の軌道溝が形成され、
前記内側部材は、前記複数の軌道溝にそれぞれ配置された複数のボールにより、前記外輪に対するジョイント中心を固定した状態で相対角度を可変に連結される、請求項１〜３の何れか一項の等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速ジョイントに関するものであり、特に等速ジョイントを構成するシャフトに内側部材を固定する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
等速ジョイントとして、例えば、特許文献１にはボール型、特許文献２にはトリポード型がそれぞれ開示されている。ここで、ボール型におけるインナレース、およびトリポード型におけるトリポード部材は、外輪の内側に配置される内側部材であってシャフトに固定されている。固定方法としては、特許文献１，２に記載されているように、シャフトの外スプラインと内側部材の内スプラインを嵌合させ、さらに外輪の底部側（シャフトの先端側）の環状溝に係止するスナップリングにより抜け止めするようにして両部材を固定している。
【０００３】
このようなシャフトに内側部材を固定する構造において、組付けた後に分解するにはスナップリングを取り外して、シャフトから内側部材を引き抜くことになる。しかし、等速ジョイントの構成によっては、組付け時に外輪の内側に内側部材を配置する工程よりも内側部材をシャフトに固定する工程の方が後の工程となる場合がある。そうすると、外輪の底部側に位置するスナップリングを取り外せないため、等速ジョイントの分解が困難となる。これに対して、例えば、特許文献３には、外輪の開口側において内側部材の一部を塑性加工してシャフトに係止させて抜け止めをする構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−００３２３４号公報
【特許文献２】特開２００７−０２４２６６号公報
【特許文献３】特開２００８−０３８９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献３の等速ジョイントにおいては、組付け後に分解するためには、塑性加工した部位を変形させて係止状態を解く必要がある。そのため、塑性加工した部位には歪みが残留して強度が低下するため、この等速ジョイントの再組付けの際には、当該内側部材の再利用は適さないものと考えられる。また、内側部材は、トルク伝達するために外輪との間に介在するボールなどを支持する部材である。そのため、塑性加工の際に近接する他の部位に変形が生じると、設計されたボール軌道とならないなどの影響が懸念される。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、分解および再組付けに適した等速ジョイントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（請求項１）本発明に係る等速ジョイントは、有底筒状の外輪とシャフトに固定された内側部材との間で、相対角度を可変に且つトルク伝達可能に連結された等速ジョイントにおいて、前記シャフトの外周面には、径方向外方に突出する環状の突条部が形成され、前記内側部材における前記外輪の開口側の端部には、前記突条部と隣接する係合部が形成され、隣接した前記突条部および前記係合部の軸方向両端に係合する爪部を有し、前記シャフトに対する前記内側部材の軸方向移動を規制するクランプ部材を備える。
【０００８】
（請求項２）また、前記係合部は、径方向外方に突出する環状に形成され、前記突条部に対して軸方向に隣接するようにしてもよい。
（請求項３）また、前記クランプ部材は、縮径することにより前記爪部が前記突条部および前記係合部の軸方向両端に係合する環状からなり、前記突条部および前記係合部の軸方向両端の少なくとも一方には、前記爪部と接触する部位に軸方向外方に向かって徐々に小径となるテーパー部が形成され、前記内側部材は、前記クランプ部材が縮径すると、前記テーパー部に対する前記爪部の締め付けに伴って発生する軸方向力によって、前記シャフトに対する軸方向移動を規制されるようにしてもよい。
【０００９】
（請求項４）また、前記外輪の内周面および前記内側部材の外周面には、互いに対向して軸方向に延びる複数のボール溝が形成され、前記内側部材は、前記複数のボール溝にそれぞれ配置された複数のボールにより、前記外輪に対するジョイント中心を固定した状態で相対角度を可変に連結されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
（請求項１）本発明によれば、等速ジョイントは、クランプ部材の爪部によって、シャフトに対する内側部材の軸方向移動を規制され、両部材を確実に固定することができる。さらに、クランプ部材の爪部と係合する内側部材の係合部は、外輪の開口側に形成されている。そのため、等速ジョイントを組付けた後でもクランプ部材を取り外すことができるため、等速ジョイントの分解を容易にすることができる。また、シャフトの突条部および内側部材の係合部は、組付けにおいて塑性加工される部位を有さず、再組付けにおいて再利用することが可能である。
【００１１】
（請求項２）本発明によれば、内側部材の係合部がシャフトの突条部に対して軸方向に隣接するように形成される。そのため、クランプ部材は、シャフトに対する内側部材の軸方向移動を規制し、好適に抜け止めすることができる。従って、等速ジョイントは、両部材をより確実に固定することができる。
【００１２】
（請求項３）本発明によれば、内側部材は、クランプ部材が縮径した際にテーパー部に作用する軸方向力によって、シャフトに対する軸方向移動を規制される。これにより、クランプ部材を締め付けることで、爪部が突条部および係合部と係合するとともに、径方向の締め付け力の一部を軸方向力に変換して軸方向移動を規制できる。ここで、従来のスナップリングを使用した固定方法では、構造上、スナップリングと環状溝の間にある程度の間隔が必要であり、この間隔だけ両部材にガタが生じることがあった。これに対して、本発明では、両部材には所定の軸方向力が作用するため、両部材間のガタを低減して好適に固定することができる。
【００１３】
（請求項４）本発明によれば、等速ジョイントは、ジョイント中心を固定した状態で相対角度を可変とするボール型としている。このような固定式のボール型等速ジョイントでは、組付け時に外輪の内側に内側部材を配置してから、シャフトに内側部材を固定する工程順となる。つまり、組付け後は、外輪の内周にボールやケージなどの何れかの部材が係止され、外輪からシャフトが抜けない構造となっている。そのため、等速ジョイントを分解するためには、内側部材からシャフトを抜き取るかシャフトを切断する必要がある。これに対して、本発明では、外輪の開口側においてクランプ部材による抜け止めを行っているため、上記のような等速ジョイントにおいても分解を容易にすることができる。このように、固定式のボール型等速ジョイントへの本発明の適用は特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における等速ジョイントの軸方向断面図である。
【図２】図１におけるシャフトと内輪の固定構造を示す拡大図である。
【図３】クランプ部材を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態＞
（ボール型等速ジョイントの全体構成）
本実施形態のボール型等速ジョイント１０（以下、単に「等速ジョイント」と称する）の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る等速ジョイント１０のジョイント作動角を所定角度θとした状態の軸方向断面図である。なお、このジョイント作動角は、外輪軸線Ｌ１と内輪軸線Ｌ２の相対角度である。
【００１６】
本実施形態の等速ジョイント１０は、図１に示すように、ジョイント中心固定式ボール型等速ジョイント（「ツェッパ形等速ジョイント」とも称する）である。ジョイント中心は外輪軸線Ｌ１と内輪軸線Ｌ２との交点Ｏであって、等速ジョイント１０はジョイント中心の軸方向変位を許容しない固定式としている。この等速ジョイント１０は、自動車のフロント用またはリヤ用のドライブシャフトにおけるアウトボードジョイントとして好適に使用されるものである。特に、本実施形態においては、アンダーカットフリー型（ＵＦ）のジョイント中心固定式ボール型等速ジョイントを例示して説明する。
【００１７】
この等速ジョイント１０は、複数の外輪ボール溝２３を有する外輪２０と、複数の内輪ボール溝３２を有する内輪３０（本発明の「内側部材」に相当する）と、複数のボール４０と、保持器５０と、シャフト６０と、クランプ部材７０とを備えて構成されている。
【００１８】
外輪２０は、図１の左側に開口部を備えるカップ状（有底筒状）に形成されている。この外輪２０のカップ底部側（図１の右側）の外方には、連結軸２１が外輪軸線方向に延びるように一体形成されている。この連結軸２１は、他の動力伝達軸に連結される。また、外輪２０の内周面は、凹球面状に形成されている。具体的には、外輪２０の凹球面状内周面２２は、外輪軸線Ｌ１と内輪軸線Ｌ２との交点Ｏを曲率中心として描かれる球面の一部により形成されており、外輪軸線方向に切断した断面で見た場合に凹円弧状に形成されている。
【００１９】
さらに、外輪２０の内周面には、外輪軸直交方向断面がほぼ凹円弧状の複数の外輪ボール溝２３が、ほぼ外輪軸方向に延びるように形成されている。これら複数（本実施形態では６本）の外輪ボール溝２３は、径方向に切断した断面で見た場合に、周方向に等間隔（本実施形態においては６０度間隔）に形成されている。ここで、外輪軸方向とは、外輪２０の中心軸線を通る方向、すなわち、外輪２０の回転軸方向を意味する。
【００２０】
内輪３０は、環状に形成され、外輪２０の内側に配置されている内側部材である。この内輪３０の外周面３１は、凸球面状に形成されている。具体的には、内輪３０の凸球面状外周面３１は、外輪軸線Ｌ１と内輪軸線Ｌ２との交点Ｏを曲率中心として描かれる球面の一部により形成されており、内輪軸方向に切断した断面で見た場合に凸円弧状に形成されている。
【００２１】
また、内輪３０の外周面には、内輪軸直交方向断面がほぼ円弧凹状の複数の内輪ボール溝３２が、ほぼ内輪軸方向に延びるように形成されている。これら複数（本実施形態では６本）の内輪ボール溝３２は、径方向に切断した断面で見た場合に、周方向に等間隔（本実施形態では６０度間隔）に、且つ、外輪２０に形成される外輪ボール溝２３と同数形成されている。つまり、それぞれの内輪ボール溝３２が、外輪２０のそれぞれの外輪ボール溝２３に対向するように位置する。
【００２２】
また、内輪３０の内周面には、内輪軸方向に延びる内歯スプライン３５が形成されている。この内歯スプライン３５は、シャフト６０の外歯スプライン６１に嵌合（噛合）されている。ここで、内輪軸方向とは、内輪３０の中心軸を通る方向、すなわち、内輪３０の回転軸方向を意味する。また、内輪３０は、シャフト６０にスプライン嵌合された後に、シャフト６０ともにクランプ部材７０によりクランプされ、シャフト６０に対する軸方向移動を規制されている。このシャフト６０と内輪３０の固定構造の詳細については後述する。
【００２３】
複数のボール４０は、それぞれ、外輪２０の外輪ボール溝２３と、当該外輪ボール溝２３に対向する内輪３０の内輪ボール溝３２に挟まれるように配置されている。そして、それぞれのボール４０は、それぞれの外輪ボール溝２３およびそれぞれの内輪ボール溝３２に対して、転動自在で周方向（外輪軸回りまたは内輪軸回り）に係合している。従って、内輪３０は、複数のボール４０により、外輪２０に対するジョイント中心を固定した状態で相対角度を可変に、且つトルク伝達可能に連結されている。
【００２４】
保持器５０は、環状に形成されている。この保持器５０の外周面５１は、外輪２０の凹球面状内周面２２にほぼ対応する部分球面状、すなわち凸球面状に形成されている。一方、保持器５０の内周面５２は、内輪３０の凸球面状外周面３１にほぼ対応する部分球面状、すなわち凹球面状に形成されている。この保持器５０は、外輪２０の凹球面状内周面２２と内輪３０の凸球面状外周面３１との間に配置されている。
【００２５】
この保持器５０は、周方向（保持器軸心の周方向）に等間隔に配置された、ほぼ矩形の貫通孔である複数の窓部５３を有する。保持器５０の窓部５３は、ボール４０と同数形成されている。そして、それぞれの窓部５３に、ボール４０が１つずつ収容されている。各窓部５３の４箇所の角部は円弧凹状に形成されている。これにより、隣り合う窓部５３の間に位置するそれぞれの柱部の強度および剛性の向上が図られている。
【００２６】
（シャフトと内輪の固定構造の詳細）
次に、シャフト６０と内輪３０の固定構造の詳細について、図２および図３を参照して説明する。ここで、内輪３０は、上述したように、シャフト６０に対してスプライン嵌合され、さらにクランプ部材７０によりシャフト６０とともにクランプされて抜け止めされる。なお、このシャフト６０に対する内輪３０の固定は、等速ジョイント１０の組付けにおいては、外輪２０の内側に内輪３０、複数のボール４０、および保持器５０を配置する工程の後に行われる。これは、保持器５０の窓部５３にボール４０を挿入する際に必要となる外輪２０と内輪３０の角度が、等速ジョイント１０の最大ジョイント角（シャフト６０が外輪２０の開口部に干渉する角度）を超えているためである。
【００２７】
この等速ジョイント１０におけるシャフト６０と内輪３０の固定構造は、シャフト６０の突条部６２と、内輪３０の係合部３６と、クランプ部材７０とにより構成される。シャフト６０の突条部６２は、図２に示すように、シャフト６０の外周面において径方向外方に突出する環状に形成されている。内輪３０の係合部３６は、内輪３０における外輪２０の開口側（図１，２の左側）の端部において径方向外方に突出する環状に形成されている。この係合部３６の外径は、突条部６２の外径と等しくなるように設定されている。
【００２８】
また、内輪３０の係合部３６は、内歯スプライン３５に外歯スプライン６１が圧入されて、内輪３０がシャフト６０に対して所定の軸方向位置にある場合に、シャフト６０の突条部６２に対して軸方向に隣接するように形成されている。さらに、隣接した突条部６２および係合部３６の軸方向両端、即ち図２における突条部６２の左端および係合部３６の右端にはテーパー部６２ａ，３６ａが形成されている。このテーパー部６２ａ，３６ａは、突条部６２および係合部３６の隣接箇所を軸方向中央として、軸方向外方に向かって徐々に小径となるように形成されている。このように、隣接する突条部６２および係合部３６は、全体形状として環状からなり、断面形状が台形状となっている。
【００２９】
クランプ部材７０は、図３に示すように、環状からなるバンド部７１の一部をかしめることにより全体として縮径するΩ形の締め具である。このクランプ部材７０は、縮径することにより隣接した突条部６２および係合部３６の軸方向両端のテーパー部６２ａ，３６ａにそれぞれ係合する複数の爪部７２を有している。この爪部７２は、バンド部７１の内周面において、周方向に間隔を空けて９箇所に形成されている。爪部７２は、テーパー部６２ａ，３６ａに対応するように、内径側に向かって軸方向幅が拡幅するように形成されている。
【００３０】
このように構成される固定構造において、シャフト６０および内輪３０は、バンド部７１の一部がかしめられると、縮径するクランプ部材７０によって締め付けられる。そうすると、テーパー部６２ａ，３６ａに対する爪部７２の締め付けに伴って軸方向力がそれぞれ発生する。この軸方向力は、突条部６２および係合部３６の隣接側に作用する力である。これにより、内輪３０は、シャフト６０に対する軸方向移動を規制されることになる。このように、当該固定構造では、クランプ部材７０による径方向の締め付け力の一部を軸方向力に変換して、内輪３０を抜け止めしている。
【００３１】
ところで、このような構成からなる固定式のボール型等速ジョイント１０は、複数のボール４０を介して外輪２０と内輪３０との間でトルク伝達が可能となっているため、換言すると外輪２０と内輪３０の相対回転は規制されていることになる。さらに、保持器５０は、外周面５１が外輪２０の凹球面状内周面２２に接触し、内周面５２が内輪３０の凸球面状外周面３１に接触する状態で配置されている。つまり、等速ジョイント１０の組付け後において、外輪２０から内輪３０などを軸方向に引き抜こうとしても外輪２０の内周に保持器５０が係止され、組付け状態が維持される構造となっている。
【００３２】
そのため、等速ジョイント１０を分解するには、保持器５０からボール４０を抜き出す必要があり、その際には外輪２０に対する内輪３０の角度を最大ジョイント角以上にとらなければならない。よって、等速ジョイント１０の分解には、組付け工程を逆順に行うように、内輪３０からシャフト６０を引き抜く必要がある。そこで、本実施形態の等速ジョイント１０では、先ず、バンド部７１のかしめ部分を変形させてクランプ部材７０を拡径し、爪部７２が突条部６２および係合部３６に係合しない状態にする。これにより、内輪３０は、シャフト６０に対する軸方向移動を許容される。従って、スプライン嵌合による摩擦抵抗に応じた力でシャフト６０を引き抜くことが可能である。
【００３３】
（実施形態による効果）
上述した等速ジョイント１０によると、クランプ部材７０の爪部７２によって、シャフト６０に対する内輪３０の軸方向移動を規制し、両部材３０，６０を確実に固定することができる。さらに、内輪３０の係合部３６がシャフト６０の突条部６２に対して軸方向に隣接するように形成されているため、クランプ部材７０は、突条部６２および係合部３６に対して軸方向両側から係合できるため、より確実に抜け止めすることができる。
【００３４】
また、突条部６２および係合部３６の軸方向両端には、テーパー部６２ａ，３６ａが形成されるものとした。これにより、クランプ部材７０が縮径した際にテーパー部６２ａ，３６ａに軸方向力が作用して、シャフト６０に対する内輪３０の軸方向移動を規制することができる。よって、クランプ部材７０を縮径させると、両部材３０，６０には所定の軸方向力が作用するため、両部材３０，６０間のガタを低減して好適に固定することができる。
【００３５】
さらに、本実施形態の等速ジョイント１０は、ジョイント中心Ｏを固定した状態で相対角度を可変とするボール型としている。このような固定式のボール型等速ジョイント１０では、上述したように、組付け後においては外輪２０から内輪３０などを引き抜こうとしても構造上、組付け状態が維持され抜くことができない。そのため、内輪３０からシャフト６０を引き抜く必要があるが、これらの部材の抜け止めが外輪２０の底部側にあるとすると分解が困難となる。
【００３６】
これに対して、本実施形態の等速ジョイント１０では、内輪３０の係合部３６は、外輪２０の開口側に形成されるものとしている。そのため、等速ジョイント１０を組付けた後でもクランプ部材７０を取り外すことができるため、抜け止めされている状態を解くことができる。これにより、シャフト６０に対する内輪３０の軸方向移動を許容されるため、分解が可能となる。また、シャフト６０の突条部６２および内輪３０の係合部３６は、組付けにおいて塑性加工される部位を有さず、再組付けにおいて再利用することが可能である。このように、固定式のボール型等速ジョイント１０においては、本実施形態において例示した構成は特に有用である。
【００３７】
＜実施形態の変形態様＞
本実施形態において、シャフト６０の突条部６２は、外周面に径方向外方に突出する環状に形成されるものとした。この突条部６２には、例えばシャフト６０に設けられた環状溝を構成する先端側の部位とし、当該環状溝の溝底から径方向外方に突出しているものも含まれる。また、突条部６２に対して内輪３０の係合部３６は、軸方向に隣接するものとした。これに対して、係合部３６は、クランプ部材７０が爪部７２により係合されて軸方向移動を規制される構成であれば、突条部６２に対して径方向に隣接するようにしてもよい。
【００３８】
また、隣接した突条部６２および係合部３６の軸方向両端にテーパー部６２ａ，３６ａを形成するものとした。これに対して、テーパー部を設ける場合には、少なくとも何れか一方にあれば軸方向力が発生するため、片方のみの構成としてもよい。また、テーパー部６２ａ，３６ａに係合する爪部７２についても、テーパー部６２ａ，３６ａに対応する形状とした。
【００３９】
これに対して、例えばテーパー部６２ａ，３６ａを有さない構成においても、クランプ部材７０の内面が爪部７２により内径側に向かって軸方向幅が拡幅する形状であれば、突条部６２および係合部３６に対して軸方向力を発生することが可能である。さらに、本実施形態では、クランプ部材７０は、環状からなるものとした。これに対して、クランプ部材は、例えば周方向に所定間隔で複数配置され、突条部６２および係合部３６を軸方向に挟み込む構成としてもよい。
【００４０】
本実施形態の等速ジョイント１０は、固定式のボール型を例示して説明した。これに対して、本実施形態の固定構造は、別体からなるシャフトと内側部材の固定を要する等速ジョイントであれば適用できる。よって、固定式の他に摺動式の等速ジョイント、またはトリポード型の等速ジョイントについても同様に適用することができる。このような構成においても同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００４１】
１０：等速ジョイント、  ２０：外輪、  ３０：内輪（内側部材）、  ３６：係合部、  ３６ａ：テーパー部、  ４０：ボール、  ５０：保持器、  ６０：シャフト、  ６２：突条部、  ６２ａ：テーパー部、  ７０：クランプ部材、  ７２：爪部、  Ｏ：ジョイント中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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