(57)【要約】【課題】  凹溝加工の加工工数および加工時間を削減し、シャフトの短縮化を容易に実現する。【解決手段】  外側継手部材１１と、その外側継手部材１１との間でボール１３を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材１２とを備え、その内側継手部材１２の軸孔２０にシャフト１９をトルク伝達可能に嵌合させ、シャフト１９を内側継手部材１２に対して抜け止めした等速自在継手であって、シャフト１９の軸端面２２に形成された加工用センタ穴２３に、シャフト１９を内側継手部材１２に対して抜け止めするストッパ部材２４を装着する。【選択図】    図１
2017110694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側継手部材と、前記外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記内側継手部材の軸孔にシャフトをトルク伝達可能に嵌合させ、前記シャフトを内側継手部材に対して抜け止めした等速自在継手であって、
前記シャフトの軸端面に形成された加工用センタ穴に、シャフトを内側継手部材に対して抜け止めするストッパ部材を装着したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記ストッパ部材は、前記加工用センタ穴に圧入される凸部と、前記凸部の軸方向端部に設けられ、内側継手部材の端面に当接するフランジ部とで構成されている請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記ストッパ部材は、前記加工用センタ穴に圧入される凸部で構成され、前記凸部は、加工用センタ穴への圧入によりシャフトの軸端部を拡径可能な締め代に設定された外径を有する請求項１又は２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記ストッパ部材は、前記加工用センタ穴に圧入される凸部の外周面に雄スプラインを形成し、その凸部をシャフトの円筒形状の加工用センタ穴に圧入することにより、凸部の雄スプラインの形状を加工用センタ穴に転写して、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成する請求項２に記載の等速自在継手。
【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の動力伝達系において使用され、特に、自動車用のドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれる等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達す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等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。
【０００３】
ドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要がある。そのため、ドライブシャフトは、一般的に、エンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をシャフトで連結した構造を具備する。
【０００４】
このドライブシャフトを構成するシャフトの両端に設けられた等速自在継手は、外側継手部材と、その外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、その内側継手部材の軸孔にシャフトをトルク伝達可能に嵌合させ、シャフトを内側継手部材に対して抜け止めした構造を有する。
【０００５】
この内側継手部材に対するシャフトの抜け止め構造としては、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１で開示された抜け止め構造は、シャフトの軸端部に環状の凹溝を形成すると共に、内側継手部材の軸孔の奥側端部に凹部を形成し、シャフトの凹溝に嵌合された止め輪を内側継手部材の凹部に係止させることにより、シャフトを内側継手部材に対して抜け止めしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２０７７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１で開示されたシャフト抜け止め構造は、シャフトの軸端部の外周面に環状の凹溝を形成すると共に、内側継手部材の軸孔の奥側端部に凹部を形成し、シャフトの凹溝に嵌合された止め輪を内側継手部材の凹部に係止させるようにしている。
【０００８】
このようなシャフト抜け止め構造の場合、シャフトの軸端部の外周面に凹溝を形成しなければならず、シャフトの軸端部における凹溝加工の加工工数および加工時間が増加してコストアップを招く可能性がある。
【０００９】
また、シャフトの軸端部の外周面に凹溝を形成するため、シャフトは、内側継手部材の奥側端部から突出する部分を必要とする。その突出部の分だけ、シャフトの軸長が長くなってこの点でもコストアップを招くことになる。
【００１０】
さらに、止め輪を内側継手部材の奥側端面で係止することにより抜け止めしているものもあるが、特許文献１のように、内側継手部材の軸孔の奥側端部に形成された凹部に止め輪を係止する構造では、内側継手部材の軸孔に凹部を形成する加工が必要となる。この点でも、内側継手部材の軸孔における凹部加工の加工工数および加工時間が増加してコストアップを招く可能性がある。
【００１１】
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、凹溝加工の加工工数および加工時間を削減し、シャフトの短縮化を容易に実現し得る等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る等速自在継手は、外側継手部材と、その外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、その内側継手部材の軸孔にシャフトをトルク伝達可能に嵌合させ、シャフトを内側継手部材に対して抜け止めした構造を具備する。
【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、シャフトの軸端面に形成された加工用センタ穴に、シャフトを内側継手部材に対して抜け止めするストッパ部材を装着したことを特徴とする。
【００１４】
本発明では、シャフトの抜け止め構造として、シャフトの軸端面に形成された加工用センタ穴を利用したことにより、従来のようなシャフトの軸端部の外周面に凹溝を形成する加工が不要となる。その結果、内側継手部材の奥側端部から突出する部分も不要となるので、シャフトの軸長を短縮化することができる。なお、内側継手部材の軸孔に凹部を形成する必要もなくなる。
【００１５】
本発明におけるストッパ部材は、加工用センタ穴に圧入される凸部と、その凸部の軸方向端部に設けられ、内側継手部材の端面に当接するフランジ部とで構成されていることが望ましい。
【００１６】
この抜け止め構造では、凸部をシャフトの加工用センタ穴に圧入し、フランジ部を内側継手部材の端面に係止させることで、ストッパ部材により、内側継手部材に対してシャフトを容易に抜け止めすることができる。
【００１７】
本発明におけるストッパ部材は、加工用センタ穴に圧入される凸部で構成され、凸部は、加工用センタ穴への圧入によりシャフトの軸端部を拡径可能な締め代に設定された外径を有することが望ましい。
【００１８】
この抜け止め構造では、凸部を加工用センタ穴に圧入することにより、シャフトの軸端部を拡径させることで、ストッパ部材により、内側継手部材に対してシャフトを容易に抜け止めすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シャフトの軸端面に形成された加工用センタ穴を利用したことにより、従来のようなシャフトの軸端部の外周面に凹溝を形成する加工が不要となる。また、内側継手部材の奥側端部から突出する部分も不要となるので、シャフトの軸長を短縮化することができる。
【００２０】
その結果、加工工数および加工時間を削減することでコスト低減が図れ、シャフトの短縮化により軽量コンパクトな等速自在継手を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態で、固定式等速自在継手を示す断面図である。
【図２】図１のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態で、摺動式等速自在継手を示す断面図である。
【図４】図３のＱ−Ｑ線に沿う断面図である。
【図５】図３の摺動式等速自在継手に適用した他の実施形態を示す断面図である。
【図６】図３の摺動式等速自在継手に適用した他の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る等速自在継手の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。
【００２３】
図１および図２は、固定式等速自在継手に適用した場合を例示する。図示の固定式等速自在継手は、アンダーカットフリー型等速自在継手（ＵＪ）であるが、ツェッパ型等速自在継手（ＢＪ）にも適用可能である。
【００２４】
また、図３および図４は、摺動式等速自在継手に適用した場合を例示する。図示の摺動式等速自在継手は、トリポード型等速自在継手（ＴＪ）であるが、ダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）やクロスグルーブ型等速自在継手（ＬＪ）にも適用可能である。
【００２５】
図１および図２に示す実施形態の固定式等速自在継手は、外側継手部材１１と、内側継手部材１２と、トルク伝達部材である６個のボール１３と、ケージ１４とで主要部が構成されている。
【００２６】
外側継手部材１１は、一端が開口したカップ状をなし、軸方向に延びる６本の曲線状トラック溝１５が球状内周面１６の円周方向６箇所に等間隔で形成されている。内側継手部材１２は、軸方向に延びる６本の曲線状トラック溝１７が外側継手部材１１のトラック溝１５と対をなして球状外周面１８の円周方向６箇所に等間隔で形成されている。
【００２７】
ボール１３は、外側継手部材１１のトラック溝１５と内側継手部材１２のトラック溝１７との間に配されて外側継手部材１１と内側継手部材１２との間で回転トルクを伝達する。ケージ１４は、外側継手部材１１の内周面１６と内側継手部材１２の外周面１８との間に介在してボール１３を保持する。なお、ボール１３は６個を例示するが、８個であってもよく、その個数は任意である。
【００２８】
以上の構成からなる等速自在継手においては、内側継手部材１２にシャフト１９がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合されている。このスプライン嵌合は、内側継手部材１２の軸孔２０の内周面に雌スプラインを形成すると共に、シャフト１９の軸端部２１の外周面に雄スプラインを形成し、内側継手部材１２の軸孔２０にシャフト１９の軸端部２１を圧入することにより構成されている。
【００２９】
内側継手部材１２とシャフト１９との結合構造において、シャフト１９を内側継手部材１２に対して以下の構造でもって抜け止めしている。この等速自在継手は、シャフト１９の軸端面２２に形成された加工用センタ穴２３に、シャフト１９を内側継手部材１２に対して抜け止めするストッパ部材２４を装着した抜け止め構造を具備する。
【００３０】
一般的に、シャフト１９には、ブーツ装着用の凹溝を形成するための加工やスプラインを形成するための加工が施される。この加工時にシャフト１９を位置決めするためにシャフト１９の軸端面２２には加工用センタ孔２３が予め設けられている。
【００３１】
この実施形態では、シャフト１９の軸端面２２に予め形成された加工用センタ穴２３を利用する。これにより、シャフト１９の軸端部２１の外周面に凹溝を形成する従来のような加工が不要となる。その結果、凹溝加工の加工工数および加工時間を削減することができ、コスト低減を図ることができる。
【００３２】
一方、ストッパ部材２４は、前述の加工用センタ穴２３に圧入される凸部２５と、その凸部２５の軸方向端部に一体的に設けられ、内側継手部材１２の奥側端面２６に当接するフランジ部２７とで構成されている。このストッパ部材２４では、凸部２５をシャフト１９の加工用センタ穴２３に圧入し、フランジ部２７を内側継手部材１２の端面２６に係止させる。なお、ストッパ部材２４は、ＳＵＳ、ＳＰＣおよびＺＡＭ等の金属製、あるいはＴＥ等の樹脂製のいずれであってもよい。外側継手部材１１および内側継手部材１２の材質としては、Ｓ５３Ｃ等に代表される機械構造用の中炭素鋼が好適である。
【００３３】
このように、シャフト１９の軸端面２２の加工用センタ穴２３を利用してストッパ部材２４で内側継手部材１２に対してシャフト１９を抜け止めすることにより、従来のシャフトのように内側継手部材１２の奥側端部から突出する部分も不要となる。その結果、シャフト１９の軸長を短縮化することができるので、等速自在継手の軽量コンパクト化が図れる。
【００３４】
なお、以上で説明した固定式等速自在継手の組み立てでは、外側継手部材１１の内部に、内側継手部材１２、ボール１３およびケージ１４からなる内部部品を組み込んだ後、外側継手部材１１の内部に収容された内側継手部材１２にシャフト１９を圧入することにより、内側継手部材１２にシャフト１９を組み付けるようにしている。
【００３５】
そのため、ストッパ部材２４は、外側継手部材１１の内部に組み込む前の状態にある内側継手部材１２の奥側端面２６にフランジ部２７を溶接などにより予め固着することにより組み付けられる。そして、外側継手部材１１の内部に組み込まれた内側継手部材１２の軸孔２０にシャフト１９を圧入することにより、内側継手部材１２にシャフト１９をスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合すると共に、ストッパ部材２４の凸部２５をシャフト１９の加工用センタ穴２３に圧入する。このようにして、内側継手部材１２に対してシャフト１９が抜け止めされる。
【００３６】
次に、図３および図４に示す実施形態の摺動式等速自在継手は、外側継手部材３１と、内側継手部材であるトリポード部材３２と、トルク伝達部材である３個のローラ３３とで主要部が構成されている。
【００３７】
外側継手部材３１は、一端が開口したカップ状をなし、軸方向に延びる３本の直線状トラック溝３４が円筒状内周面３５の円周方向３箇所に等間隔で形成されている。各トラック溝３４は、その内側両壁に互いに対向する一対のローラ案内面３６を有する。ローラ案内面３６は円弧状断面を有し、外側継手部材３１の軸線方向に直線状に延びる。
【００３８】
トリポード部材３２は、円筒状をなすボス３７の外周面に３本の脚軸３８が円周方向等間隔（１２０°間隔）で放射状に一体形成されている。脚軸３８は、先端がトラック溝３４の底部付近まで半径方向に延在し、外周面は一般的に円筒面とされている。
【００３９】
外側継手部材３１のローラ案内面３６と脚軸３８の外周面との間に針状ころ３９を介してローラ３３が回転自在に配設される。ローラ３３の外周面は縦断面円弧状とされ、ローラ３３の内周面は円筒状に形成されている。ローラ３３と脚軸３８との間に、複数の針状ころ３９が、保持器のない、いわゆる単列総ころ状態で配設されている。脚軸３８の外周面は針状ころ３９の内側転動面を構成し、ローラ３３の内周面は針状ころ３９の外側転動面を構成している。
【００４０】
針状ころ３９は、脚軸３８の付け根部に外嵌されたインナワッシャ４０と半径方向内側で接すると共に、脚軸３８の先端部に外嵌されたアウタワッシャ４１と半径方向外側で接している。アウタワッシャ４１は、脚軸３８の先端部に形成された環状溝４２（図３参照）に止め輪４３を嵌合させることにより抜け止めされている。
【００４１】
以上の構成からなる等速自在継手においては、トリポード部材３２のボス３７にシャフト１９がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合されている。このスプライン嵌合は、ボス３７の軸孔４４の内周面に雌スプラインを形成すると共に、シャフト１９の軸端部４５の外周面に雄スプラインを形成し、ボス３７の軸孔４４にシャフト１９の軸端部４５を圧入することにより構成されている。
【００４２】
このトリポード部材３２とシャフト１９との結合構造において、シャフト１９をトリポード部材３２に対して以下の構造でもって抜け止めしている。この実施形態の等速自在継手は、シャフト１９の軸端面４６に形成された加工用センタ穴４７に、シャフト１９をトリポード部材３２に対して抜け止めするストッパ部材２４を装着した抜け止め構造を具備する。
【００４３】
この実施形態においても、前述の固定式等速自在継手の場合と同様、シャフト１９の軸端面４６に予め形成された加工用センタ穴４７を利用し、その加工用センタ穴４７に圧入される凸部２５と、その凸部２５の軸方向端部に一体的に設けられ、トリポード部材３２の奥側端面４８に当接するフランジ部２７とで構成されたストッパ部材２４を使用する。このストッパ部材２４では、凸部２５をシャフト１９の加工用センタ穴４７に圧入し、フランジ部２７をトリポード部材３２の端面４８に係止させる。
【００４４】
このように、シャフト１９の軸端面４６の加工用センタ穴４７を利用してストッパ部材２４でトリポード部材３２に対してシャフト１９を抜け止めすることにより、シャフト１９の軸端部４５の外周面に凹溝を形成する従来のような加工が不要となる。その結果、凹溝加工の加工工数および加工時間を削減することができ、コスト低減を図ることができる。また、従来のシャフトのようにトリポード部材３２の奥側端部から突出する部分も不要となる。その結果、シャフト１９の軸長を短縮化することができるので、等速自在継手の軽量コンパクト化が図れる。
【００４５】
なお、以上で説明した摺動式等速自在継手の組み立てでは、外側継手部材３１の内部に、トリポード部材３２およびローラ３３からなる内部部品を組み込む前に、トリポード部材３２にシャフト１９を組み付けることが可能である。
【００４６】
そのため、トリポード部材３２の軸孔４４にシャフト１９の軸端部４５を圧入した後、そのシャフト１９の軸端面４６の加工用センタ穴４７にストッパ部材２４の凸部２５を圧入し、フランジ部２７をトリポード部材３２の端面４８に係止させる。このようにして、トリポード部材３２に対してシャフト１９が抜け止めされる。
【００４７】
以上の２つの実施形態では、ストッパ部材２４の凸部２５を円柱形状とし、その凸部２５をシャフト１９の加工用センタ穴２３，４７に圧入した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図５に示すような抜け止め構造であってもよい。
【００４８】
この抜け止め構造では、ストッパ部材２４の凸部２５の外周面に雄スプライン４９を形成し、その凸部２５をシャフト１９の円筒形状の加工用センタ穴４７に圧入する。この圧入により、凸部２５の雄スプライン４９の形状を加工用センタ穴４７に転写することにより加工センタ穴４７周面に凹部を形成し、ストッパ部材２４の凸部２５とシャフト１９の加工用センタ穴４７とを凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成して結合させる。外側継手部材１１および内側継手部材１２の材質としては、Ｓ５３Ｃ等に代表される０．４０〜０．６０重量％の炭素を含む機械構造用の中炭素鋼が好適である。シャフト１９の材料としては、Ｓ４０Ｃ等の０．３０〜０．５５重量％の炭素を含む中炭素鋼からなり、加工用センタ穴４７は未硬化である。ストッパ部材２４はＳＵＳ、中炭素鋼を焼入れ硬化したものである。
【００４９】
このような構造を採用することにより、ストッパ部材２４をシャフト１９に強固に取り付けることが可能となり、強固な抜け止め構造を実現することができる。なお、この構造は、図示の摺動式等速自在継手だけでなく、前述の固定式等速自在継手にも適用可能である。
【００５０】
また、以上で説明した実施形態では、シャフト１９の加工用センタ穴４７に圧入される凸部２５と、その凸部２５の軸方向端部に一体的に設けられ、トリポード部材３２の奥側端面４８に当接するフランジ部２７とで構成されたストッパ部材２４について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図６に示すような抜け止め構造であってもよい。
【００５１】
この抜け止め構造では、シャフト１９の加工用センタ穴４７に圧入される凸部５０のみで構成されたストッパ部材５１を使用する。このストッパ部材５１の凸部５０は、加工用センタ穴４７への圧入によりシャフト１９の軸端部４５を拡径可能な締め代に設定された外径を有する。
【００５２】
このような構造を採用することにより、ストッパ部材５１の凸部５０をシャフト１９の加工用センタ穴４７に圧入することで、シャフト１９の軸端部４５を拡径させる（図中の矢印参照）。このシャフト１９の軸端部４５の拡径により、その軸端部４５でのトリポード部材３２との結合力が増大することで、トリポード部材３２に対してシャフト１９を抜け止めすることができる。シャフト１９の材料としては、Ｓ４０Ｃ等の０．３０〜０．５５重量％の炭素を含む中炭素鋼からなり、加工用センタ穴４７は未硬化である。ストッパ部材２４はＳＵＳ、中炭素鋼を焼入れ硬化したものである。
【００５３】
この構造は、外側継手部材３１の内部に、トリポード部材３２およびローラ３３からなる内部部品を組み込む前に、トリポード部材３２にシャフト１９を組み付けることが可能な摺動式等速自在継手に有効である。
【００５４】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５５】
１１，３１  外側継手部材
１２，３２  内側継手部材
１３，３３  トルク伝達部材（ボール、ローラ）
１９  シャフト
２２，４６  軸端面
２３，４７  加工用センタ穴
２４  ストッパ部材
２５  凸部
２７  フランジ部
【図１】
2017110694.tif 000003
【図２】
2017110694.tif 000004
【図３】
2017110694.tif 000005
【図４】
2017110694.tif 000006
【図５】
2017110694.tif 000007
【図６】
2017110694.tif 000008