(57)【要約】【課題】シャフトがインナレースから抜けることを確実に防止できる等速ジョイントのシャフト連結構造を提供する。【解決手段】駆動軸１２に円周方向に沿った環状溝２７を形成するとともに先端から環状溝２７よりも基端側まで延びる外歯スプライン２４を形成し、環状溝２７に弾性縮径可能なスナップリング２８を配設した。駆動軸１２は、インナレース１３の貫通孔２０に、スナップリング２８が縮径した状態で圧入され、復元したスナップリング２８により駆動軸１２とインナレース１３とが回転軸線Ｌ１方向の相対移動が規制されて連結される。そして、外歯スプライン２４における環状溝２７よりも先端側の先端側スプライン４１を、インナレース１３に形成された内歯スプライン２６に非圧入状態で挿入されるように形成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に沿った環状溝が形成されるとともに先端から前記環状溝よりも基端側まで延びる外歯スプラインが形成された軸状のシャフトと、前記環状溝に配設され弾性縮径可能な抜け止め部材と、を備え、
前記シャフトが挿通される貫通孔が形成された等速ジョイントのインナレースに、前記抜け止め部材を縮径させた状態で前記シャフトが圧入され、復元した前記抜け止め部材によって前記シャフトと前記インナレースとの回転軸線方向の相対移動が規制される等速ジョイントのシャフト連結構造であって、
前記外歯スプラインにおける前記環状溝よりも先端側の先端側スプラインは、前記インナレースに形成された内歯スプラインに非圧入状態で挿入されるように形成されたことを特徴とする等速ジョイントのシャフト連結構造。
【請求項２】
前記先端側スプラインの最大オーバーボール径を、前記外歯スプラインにおける前記環状溝よりも基端側の基端側スプラインの最大オーバーボール径より小さく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連結構造。
【請求項３】
前記等速ジョイントは、
前記インナレースの外球面に前記回転軸線と平行な複数の第１ボール溝が形成され、
前記第１ボール溝にそれぞれ対応する複数の第２ボール溝が内球面に形成された有底状のアウタレースと、
前記第１ボール溝と前記第２ボール溝との間に介在されるボールとを有し、
前記アウタレースに前記インナレース及び前記ボールが組み込まれた状態で、前記シャフトが前記インナレース内に圧入されるボール型等速ジョイントであることを特徴とする請求項１又は２に記載の等速ジョイントのシャフト連結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速ジョイントのインナレースに連結されるシャフトの連結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力側と出力側との２軸間を連結し、これら２軸が同軸上にない場合であっても等速でトルクを伝達することができる等速ジョイントがある。このような等速ジョイントとして、回転軸線方向に延びる第１ボール溝が形成されたインナレースと、第１ボール溝にそれぞれ対応する複数の第２ボール溝が形成された有底半球形状のアウタレースと、第１及び第２ボール溝間に介在されるボール部材とを備えたボール型等速ジョイントがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の等速ジョイントでは、シャフトに円周方向に沿った環状溝が形成されるとともにその先端から環状溝よりも基端側まで延びる外歯スプラインが形成され、該シャフトはインナレースに形成された内歯スプラインとスプライン嵌合することでインナレースと相対回転不能に連結されている。このシャフト連結構造では、環状溝内に弾性縮径可能な抜け止め部材（スナップリング）が配設され、スナップリングを縮径させた状態でシャフトをインナレース内に圧入し、スナップリングがインナレースを通過したところで復元するようになっている。そして、復元したスナップリングが外歯スプラインと内歯スプラインとの間に介在することで、シャフトとインナレースとの回転軸線方向の相対移動が規制され、シャフトがインナレースから抜けることが防止されている。また、一般にこのような等速ジョイントのシャフト連結構造では、シャフトをインナレース内に圧入することで、両スプライン間の隙間をなくし、円周方向のがたを抑制して異音が発生することを防止している。
【特許文献１】特開２００７−２４２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シャフトの先端部には、焼き割れ防止のために熱処理（焼き入れ等）が施されておらず、シャフトがインナレース内に圧入される際にばりが発生する場合がある。そして、ばりが環状溝に入り込むと、スナップリングが縮径した状態から復元することができず、シャフトがインナレースから抜けることを防止できなくなる虞がある。なお、このような問題は、ボール型等速ジョイントに限らず、その他の等速ジョイントであっても環状溝内に抜け止め部材を縮径させた状態でシャフトをインナレース内に圧入し、これらシャフトとインナレースとを連結する場合においても同様に発生する。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、シャフトがインナレースから抜けることを確実に防止できる等速ジョイントのシャフト連結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、円周方向に沿った環状溝が形成されるとともに先端から前記環状溝よりも基端側まで延びる外歯スプラインが形成された軸状のシャフトと、前記環状溝に配設され弾性縮径可能な抜け止め部材と、を備え、前記シャフトが挿通される貫通孔が形成された等速ジョイントのインナレースに、前記抜け止め部材を縮径させた状態で前記シャフトが圧入され、復元した前記抜け止め部材によって前記シャフトと前記インナレースとの回転軸線方向の相対移動が規制される等速ジョイントのシャフト連結構造であって、前記外歯スプラインにおける前記環状溝よりも先端側の先端側スプラインは、前記インナレースに形成された内歯スプラインに非圧入状態で挿入されるように形成されたことを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、先端側スプラインは内歯スプラインに非圧入状態で挿入されるため、シャフトの組み付け時に先端側スプラインからばりが発生しない。そのため、従来のように発生したばりにより抜け止め部材が縮径した状態から復元できなくなることが防止され、確実に抜け止め部材が復元する。そして、抜け止め部材が内歯スプラインと先端側スプラインとの間に介在することで、シャフトがインナレースから抜けることを確実に防止できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の等速ジョイントのシャフト連結構造において、前記先端側スプラインの最大オーバーボール径を、前記外歯スプラインにおける前記環状溝よりも基端側の基端側スプラインの最大オーバーボール径より小さくしたことを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、先端側スプラインの最大オーバーボール径が、外歯スプラインにおける環状溝よりも基端側の基端側スプラインの最大オーバーボール径より小さくなっている。つまり、先端側スプラインの歯厚が、内歯スプラインの歯溝幅よりも小さくなるようにそのオーバーボール径が設定されることで、先端側スプラインは、内歯スプラインに非圧入状態で挿入される。従って、先端側スプラインの数を変更することなく、先端側スプラインを内歯スプラインに非圧入状態で挿入することが可能になる。そのため、例えば外歯スプラインを１つおきに欠歯させた場合等に比べ、抜け止め部材の外歯スプラインとの接触面積を減少させずに済み、抜け止め部材に作用する応力によって該抜け止め部材が変形することを防止して、シャフトがインナレースから抜けることをより確実に防止できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の等速ジョイントのシャフト連結構造において、前記等速ジョイントは、前記インナレースの外球面に前記回転軸線と平行な複数の第１ボール溝が形成され、前記第１ボール溝にそれぞれ対応する複数の第２ボール溝が内球面に形成された有底状のアウタレースと、前記第１ボール溝と前記第２ボール溝との間に介在されるボールとを有し、前記アウタレースに前記インナレース及び前記ボールが組み込まれた状態で、前記シャフトが前記インナレース内に圧入されるボール型等速ジョイントであることを要旨とする。
【００１１】
有底状のアウタレースにインナレース及びボールが組み込まれた状態で、シャフトをインナレース内に圧入する固定式のボール型等速ジョイントでは、先端側スプラインからばりが発生しても組み付け後にばりを取り除くことができず、抜け止め部材が復元できない場合がある。この点、上記構成によれば、シャフトの組み付けによってばりが発生しないため、固定式のボール型等速ジョイントでも確実にシャフトがインナレースから抜けることを確実に防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シャフトがインナレースから抜けることを確実に防止することが可能な等速ジョイントのシャフト連結構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を固定式のボール型等速ジョイントに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、等速ジョイント１１は、駆動軸１２に接続されるインナレース１３と、被駆動軸１４と一体に形成されたアウタレース１５を備えている。また、この等速ジョイント１１は、これらインナレース１３とアウタレース１５の間に介在されて、これらの間でのトルク伝達を行う複数（本実施形態では、６つ）のボール１６と、これらボール１６を保持するケージ１７とを備えている。なお、本実施形態では、駆動軸１２がシャフトに相当する。
【００１４】
インナレース１３は、駆動軸１２が挿通される貫通孔２０を有する略円環状に形成されるとともに、凸球面状に形成された外球面２１には駆動軸１２の回転軸線Ｌ１に沿って延びる複数（ボール１６と同数）の第１ボール溝２２が円周方向に等間隔をおいて形成されている。また、貫通孔２０は、インナレース１３の軸心を中心とする円筒状に形成され、駆動軸１２の端部がスプライン嵌合されることでインナレース１３と駆動軸１２とが相対回転不能に接続されている。
【００１５】
図２に示すように、駆動軸１２の先端側（図１及び図２における右側）における外周面２３には、外歯スプライン２４が形成されるとともに、インナレース１３の貫通孔２０の内周面には、外歯スプライン２４に対応する内歯スプライン２６が形成されている。駆動軸１２の外歯スプライン２４が形成された部分の先端側には、円周方向に延びる環状溝２７が形成されており、該環状溝２７には抜け止め部材としてのスナップリング２８が配設されている。スナップリング２８は、弾性縮径可能な略Ｃ字状に形成されるとともに、縮径されていない状態でその外周縁が外歯スプライン２４の歯先よりも一部が突出するようになっている。なお、環状溝２７は、駆動軸１２の外歯スプライン２４とインナレース１３の内歯スプライン２６とが嵌合する際にスナップリング２８が縮径して内歯スプライン２６の小径内を通ることができるように、縮径したスナップリング２８が内歯スプライン２６と干渉しない深さに形成されている。
【００１６】
また、図１に示すように、アウタレース１５は有底半球形状（カップ形状）に形成されるとともに、凹球面状に形成された内球面２９には第１ボール溝２２とそれぞれ対になるように複数（ボール１６と同数）の第２ボール溝３０が、被駆動軸１４の回転軸線Ｌ２に沿って形成されている。また、アウタレース１５の底部には、被駆動軸１４が一体形成されることでアウタレース１５と被駆動軸１４とが相対回転不能に接続されている。
【００１７】
ケージ１７は、略円環状に形成されてインナレース１３の外球面２１とアウタレース１５の内球面２９との間に配設されている。ケージ１７には、ボール１６と同数のボール保持窓３１が円周方向に等間隔をおいて形成されている。そして、各ボール１６は、ケージ１７のボール保持窓３１に収容された状態で、対になった第１ボール溝２２と第２ボール溝３０との間にそれぞれ介在されるようになっている。
【００１８】
以上のように構成された等速ジョイント１１では、第１及び第２ボール溝２２，３０に沿った各ボール１６の移動を通じて、インナレース１３に連結されている駆動軸１２がアウタレース１５に対して自在に揺動（傾動）可能となる。なお、図１は、この傾動角（ジョイント角）が０°の状態を示している。一方、第１及び第２ボール溝２２，３０の側壁によってボール１６の円周方向への変位が拘束されるため、アウタレース１５（被駆動軸１４）とインナレース１３（駆動軸１２）との軸回りへの相対回動は規制されるようになる。このような等速ジョイント１１によって、駆動軸１２と被駆動軸１４とは、回転の等速伝達が保持されながら相対傾動可能に連結されるようになっている。
【００１９】
次に、等速ジョイント１１のシャフト連結構造について詳細に説明する。
本実施形態では、外歯スプライン２４および内歯スプライン２６のスプラインの種類を、インボリュートスプラインとして説明する。
【００２０】
外歯スプライン２４における環状溝２７よりも先端側の先端側スプライン４１が、内歯スプライン２６に非圧入状態で挿入されるようになっている。また、外歯スプライン２４における環状溝２７よりも基端側（図１及び図２における左側）の基端側スプライン４２は、内歯スプライン２６に所定の圧入代を有して圧入されるようになっている。
【００２１】
本実施形態では、駆動軸１２は、図３（ａ）,（ｂ）に示すように、先端側スプライン４１の最大オーバーボール径が基端側スプライン４２の最大オーバーボール径より小さく形成されている。ここで、オーバーボール径（以下、ＯＢＤ（Over Ball Diameter））とは、外歯スプライン２４の、直径上の相対する歯溝（偶数歯の場合）のそれぞれに、または、直径上の相対する位置から一方がπ／（歯数）だけ偏った歯溝（奇数歯の場合）のそれぞれに、適当な直径のボールをそれぞれ１個ずつ計２個挿入したときの、ボール２個の外径間の寸法とする。つまり、図４に示すように、先端側スプライン４１は、その歯厚Ｓ１が内歯スプライン２６の歯溝幅Ｅよりも小さくなるようにＯＢＤが設定されることで、非圧入状態で内歯スプライン２６に挿入されるようになっている。また、図５に示すように、基端側スプライン４２は、その歯厚Ｓ２（図６参照）が内歯スプライン２６の歯溝幅Ｅよりも大きくなるようにＯＢＤが設定されることで、内歯スプライン２６に所定の圧入代を有して圧入されるようになっている。ここで、各スプラインの歯厚や歯溝幅については、基準ピッチ円Ｃの位置で測定されるものとする。なお、本実施形態では、先端側スプライン４１及び基端側スプライン４２における各歯先４１ａ，４２ａ（大径）と内歯スプライン２６における各歯底２６ｂ（大径）との径方向対向部分、及び内歯スプライン２６における各歯先２６ａ（小径）と先端側スプライン４１及び基端側スプライン４２における各歯底４１ｂ，４２ｂ（小径）との径方向対向部分に、正の隙間が設けられるように設定されている。そして、外歯スプライン２４には、回転軸線Ｌ１に対して所定のリード角θが設定されている。
【００２２】
従って、図６に示すように、外歯スプライン２４は先端側スプライン４１の歯厚Ｓ１が内歯スプライン２６の歯溝幅Ｅよりも小さく形成されるとともに、基端側スプライン４２の歯厚Ｓ２が内歯スプライン２６の歯溝幅Ｅより大きく形成されている。なお、図６では説明の便宜上、外歯スプライン２４及び内歯スプライン２６にハッチングを付して示す。
【００２３】
等速ジョイント１１には、アウタレース１５にインナレース１３及びボール１６が組み込まれた状態で、駆動軸１２がインナレース１３内に圧入されるようになっている。そして、駆動軸１２は環状溝２７内にスナップリング２８を縮径させた状態で駆動軸１２をインナレース１３内に圧入される。このとき、図４に示すように、先端側スプライン４１は内歯スプライン２６に非圧入状態で挿入されるため、先端側スプライン４１からばりが発生しない。そのため、従来のようにばりが発生してスナップリングが縮径した状態から復元できなくなることが防止され、スナップリング２８がインナレース１３を通過したところで復元する。そして、スナップリング２８が内歯スプライン２６と先端側スプライン４１との間に介在することで、駆動軸１２とインナレース１３との回転軸線Ｌ１方向の相対移動が規制され、駆動軸１２がインナレース１３から抜けることを防止できる。
【００２４】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
（１）駆動軸１２に円周方向に沿った環状溝２７を形成するとともに先端から環状溝２７よりも基端側まで延びる外歯スプライン２４を形成し、環状溝２７に弾性縮径可能なスナップリング２８を配設した。駆動軸１２は、インナレース１３の貫通孔２０に、スナップリング２８が縮径した状態で圧入され、復元したスナップリング２８により駆動軸１２とインナレース１３とが回転軸線Ｌ１方向の相対移動が規制されて連結される。そして、外歯スプライン２４における環状溝２７よりも先端側の先端側スプライン４１を、インナレース１３に形成された内歯スプライン２６に非圧入状態で挿入されるように形成した。従って、先端側スプライン４１は内歯スプライン２６に非圧入状態で挿入されるため、駆動軸１２の組み付け時に先端側スプライン４１からばりが発生しない。そのため、従来のように発生したばりによりスナップリングが縮径した状態から復元できなくなることが防止され、確実にスナップリング２８が復元する。そして、スナップリング２８が内歯スプライン２６と先端側スプライン４１との間に介在することで、駆動軸１２がインナレース１３から抜けることを確実に防止できる。
【００２５】
（２）先端側スプライン４１の最大ＯＢＤを、基端側スプライン４２の最大ＯＢＤより小さくした。従って、先端側スプライン４１の数を変更することなく、先端側スプライン４１を内歯スプライン２６に非圧入状態で挿入することが可能になる。そのため、例えば先端側スプラインを１つおきに欠歯させた場合等に比べ、スナップリング２８の先端側スプライン４１との接触面積を減少させずに済み、スナップリング２８に作用する応力によって該スナップリング２８が変形することを防止して、駆動軸１２がインナレース１３から抜けることをより確実に防止できる。
【００２６】
（３）外歯スプライン２４に所定のリード角θを設定したため、外歯スプライン２４（基端側スプライン４２）と内歯スプライン２６との圧入代を小さくしても、駆動軸１２とインナレース１３との間の固定力（抜け止め力）を大きくすることが可能になる。従って、リード角θを設定しない場合に比べ、駆動軸１２の圧入荷重を小さくしても大きな固定力を得ることが可能になり、その組み付け性を向上させることができる。
【００２７】
（４）等速ジョイント１１を、有底状のアウタレース１５にインナレース１３及びボール１６が組み込まれた状態で、駆動軸１２がインナレース１３内に圧入される固定式のボール型等速ジョイントとして構成した。そのため、組み付けにより先端側スプラインからばりが発生し、このばりによりスナップリング２８が復元できない場合でも、組み付け後にばりを取り除くことができない。この点、本実施形態によれば、駆動軸１２の組み付けによってばりが発生しないため、確実に駆動軸１２がインナレース１３から抜けることを確実に防止できる。
【００２８】
なお、本実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・本実施形態では、外歯スプライン２４のＯＢＤを基端側から先端側に向かって連続的に変化させたが、これに限らず、先端側スプライン４１が非圧入状態で挿入されればよく、例えば先端側スプライン４１のＯＢＤを一定にしてもよい。
【００２９】
・本実施形態では、先端側スプライン４１のＯＢＤを基端側スプライン４２のＯＢＤよりも小さくしたが、これに限らず、先端側スプライン４１が非圧入状態で挿入されればよく、例えば先端側スプライン４１のスプライン歯を１つおきに欠歯させてもよい。
【００３０】
・本実施形態では、外歯スプライン２４に所定のリード角θを設定したが、これに限らず、内歯スプライン２６に所定のリード角θを設定してもよい。また、外歯スプライン２４及び内歯スプライン２６にリード角を設定せず、外歯スプライン２４及び内歯スプライン２６を回転軸線Ｌ１に対して平行に形成し、基端側スプライン４２が所定の圧入代を有して内歯スプライン２６に圧入されるようにしてもよい。
【００３１】
・本実施形態では、基端側スプライン４２の歯厚Ｓ２を内歯スプライン２６の歯溝幅Ｅよりも大きくして圧入するようにしたが、これに限らず、基端側スプライン４２の歯厚を内歯スプライン２６の歯溝幅以下にするとともに、リード角のみを設定することで内歯スプライン２６に圧入されるようにしてもよい。
【００３２】
・本実施形態では、環状溝２７がインナレース１３の先端側に突出することでスナップリング２８が復元するようにした。しかし、これに限らず、インナレース１３の貫通孔２０の内周面に縮径されたスナップリング２８が復元するための溝を設け、この溝内にてスナップリングが復元し、駆動軸１２がインナレース１３から抜けることを防止するようにしてもよい。
【００３３】
・本実施形態では、外歯スプライン２４および内歯スプライン２６のスプラインをインボリュートスプラインとしたが、その他のスプライン形状を適用してもよい。
・本実施形態では、等速ジョイント１１を固定式のボール型等速ジョイントとして構成したが、これに限らず、環状溝内に抜け止め部材を縮径させた状態でシャフトがインナレース内に挿入されれば、本発明を摺動式のボール型等速ジョイントやトリポードジョイント等に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】等速ジョイントの概略構成を示す断面図。
【図２】インナレース及び駆動軸の拡大断面図。
【図３】（ａ）駆動軸の拡大図、（ｂ）外歯スプラインのＯＢＤを示す波形図。
【図４】先端側スプラインがインナレースに挿入される際の一部断面図。
【図５】基端側スプラインがインナレースに圧入される際の一部断面図。
【図６】外歯スプライン及び内歯スプラインの概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００３５】
１１…等速ジョイント、１２…駆動軸、１３…インナレース、１５…アウタレース、１６…ボール、２０…貫通孔、２１…外球面、２２…第１ボール溝、２４…外歯スプライン、２６…内歯スプライン、２７…環状溝、２９…内球面、３０…第２ボール溝、４１…先端側スプライン、４２…基端側スプライン、Ｌ１，Ｌ２…回転軸線。
【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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