摺動式等速自在継手
【課題】 スプラインに捩れ角を設けることなく、簡便な手段により、内側継手部材とシャフトとの嵌合部に生じるガタを確実に低減する。
【解決手段】 外側継手部材１０と、その外側継手部材１０との間で軸方向変位および角度変位を許容しながらトルクが伝達される内側継手部材２０とを備え、その内側継手部材２０をシャフト５０に挿入してトルク伝達可能に嵌合させた摺動式等速自在継手であって、内側継手部材２０の反軸挿入側の端面２３から軸方向に延出された円筒形状をなし、径方向外側からの加締めにより縮径可能としたストッパ部７０を、内側継手部材２０の反軸挿入側に設け、そのストッパ部７０をシャフト５０に加締め固定する。
【解決手段】 外側継手部材１０と、その外側継手部材１０との間で軸方向変位および角度変位を許容しながらトルクが伝達される内側継手部材２０とを備え、その内側継手部材２０をシャフト５０に挿入してトルク伝達可能に嵌合させた摺動式等速自在継手であって、内側継手部材２０の反軸挿入側の端面２３から軸方向に延出された円筒形状をなし、径方向外側からの加締めにより縮径可能としたストッパ部７０を、内側継手部材２０の反軸挿入側に設け、そのストッパ部７０をシャフト５０に加締め固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機、船舶や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えば４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれて駆動側と従動側の二軸間で軸方向変位および角度変位を許容する摺動式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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等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】
自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達する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ため、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、駆動車輪側（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のエンジン側に組み付けられる摺動式等速自在継手の一つに、トルク伝達部材としてボールを用いたボールタイプのダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）がある。他の摺動式等速自在継手には、トルク伝達部材としてローラを用いたローラタイプのトリポード型等速自在継手（ＴＪ）がある。
【０００５】
これら各種の等速自在継手は、内側継手部材をシャフトの軸端部に挿入してスプライン嵌合させた構造を具備する。つまり、内側継手部材の孔の内周面にスプラインを形成すると共に、シャフトの軸端部の外周面にスプラインを形成し、内側継手部材をシャフトの軸端部に外挿することにより、内側継手部材のスプラインとシャフトのスプラインとを嵌合させてトルク伝達可能としている。
【０００６】
ドライブシャフトに使用される等速自在継手では、自動車のＮＶＨ（Noise Vibration Harshness）特性の向上を図るため、内側継手部材のスプラインとシャフトのスプラインとの嵌合部に生じるガタを抑制する手段が種々講じられている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された等速自在継手では、シャフトのスプラインに捩れ角を設け、その捩れ角を持つシャフトのスプラインに内側継手部材のスプラインを嵌合させることにより、その嵌合部に生じるガタを低減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平６−３３２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述したように、特許文献１で開示された従来の等速自在継手は、内側継手部材のスプラインとシャフトのスプラインとの嵌合部に生じるガタを低減することを目的として、シャフトのスプラインに捩れ角を設けた構造を具備している。
【０００９】
しかしながら、内側継手部材とシャフトとのスプライン嵌合をタイトにするため、シャフトのスプラインの捩れ角を大きく設定すると、内側継手部材をシャフトに挿入するに際して、大きな荷重を付与しなければならず、内側継手部材とシャフトとをスプライン嵌合により結合させることが困難となる。
【００１０】
これを回避するため、シャフトのスプラインの捩れ角を小さく設定すると、ルーズなスプライン嵌合になり易く、その嵌合部に生じるガタを完全になくすことが難しくなってくる。このように、スプラインの捩れ角を最適に設定することは非常に難しい。
【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、スプラインに捩れ角を設けることなく、簡便な手段により、内側継手部材とシャフトとの嵌合部に生じるガタを確実に低減し得る摺動式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】
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、外側継手部材と、その外側継手部材との間で軸方向変位および角度変位を許容しながらトルクが伝達される内側継手部材とを備え、その内側継手部材を軸部材に挿入してトルク伝達可能に嵌合させた摺動式等速自在継手であって、内側継手部材の反軸挿入側にストッパ部を設け、そのストッパ部を軸部材に加締め固定したことを特徴とする。ここで、「反軸挿入側」とは、軸部材に対して内側継手部材が軸方向に沿って挿入される側の反対側を意味する。なお、「軸挿入側」とは、軸部材に対して内側継手部材が軸方向に沿って挿入される側を意味する。
【００１３】
本発明では、内側継手部材の反軸挿入側に設けられたストッパ部を軸部材に加締めて締め付けることにより、内側継手部材のストッパ部が軸部材に密着することで軸方向および径方向のガタを低減することができる。
【００１４】
本発明におけるストッパ部は、内側継手部材の反軸挿入側の端面から軸方向に延出された円筒形状をなし、径方向外側からの加締めにより縮径可能とした構造が望ましい。この場合、円筒形状をなすストッパ部を径方向外側からの加締めにより縮径させて軸部材に締め付けることにより、内側継手部材のストッパ部の内周面を軸部材の外周面に密着させることで軸方向および径方向のガタを低減することができる。
【００１５】
本発明において、内側継手部材と軸部材との嵌合部は、内側継手部材の内周面に軸方向と平行に形成されたスプラインと軸部材の外周面に軸方向と平行に形成されたスプラインとで構成されている構造が可能である。この嵌合部構造の場合、内側継手部材を軸部材に軸方向に沿って挿入して内側継手部材のスプラインと軸部材のスプラインとを嵌合させた後、内側継手部材のストッパ部を軸部材に加締める。
【００１６】
この嵌合部構造の場合、ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分にスプラインが形成されていることが望ましい。このようにすれば、ストッパ部が軸部材のスプラインに食い込んでそのストッパ部を強固に軸部材に固定することができ、軸方向および径方向のガタをより一層低減することができる。
【００１７】
本発明において、内側継手部材と軸部材との嵌合部は、内側継手部材の軸挿入側の内周面に軸方向と傾斜して形成されたスプラインと軸部材の拡径部の外周面に軸方向と傾斜して形成されたスプラインとで構成されている構造が可能である。この嵌合部構造の場合、内側継手部材を軸部材に軸方向に沿って圧入して内側継手部材のスプラインと軸部材のスプラインとを嵌合させながら、内側継手部材のストッパ部を軸部材に加締める。この嵌合部構造は、特に、径方向のガタ低減に有効である。
【００１８】
本発明において、内側継手部材と軸部材との嵌合部は、内側継手部材の軸挿入側の端面に径方向と平行に形成されたスプラインと軸部材のフランジ部の端面に径方向と平行に形成されたスプラインとで構成されている構造が可能である。この嵌合部構造の場合、内側継手部材を軸部材に軸方向に沿って圧入して内側継手部材のスプラインと軸部材のスプラインとを嵌合させながら、内側継手部材のストッパ部を軸部材に加締める。この嵌合部構造は、特に、径方向のガタ低減に有効である。
【００１９】
前述した全ての嵌合部構造において、ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分はフラット面であることが望ましい。この場合、ストッパ部が軸部材の外周部分に密着することでストッパ部を強固に軸部材に固定することができ、軸方向および径方向のガタをより一層低減することができる。
【００２０】
また、前述した全ての嵌合部構造において、ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分に、ストッパ部の加締め部分が嵌入する環状の凹溝を形成した構造が望ましい。このようにすれば、加締め部分が凹溝に嵌入することでストッパ部を強固に軸部材に固定することができ、軸方向のガタをより一層低減することができる。
【００２１】
さらに、前述した全ての嵌合部構造において、軸部材の外周部分と接触するストッパ部の内周部分は、鋸歯の断面形状を有する構造が望ましい。このようにすれば、ストッパ部の鋸歯部分が軸部材の外周面に食い込むことでストッパ部を強固に軸部材に固定することができ、軸方向のガタをより一層低減することができる。
【００２２】
なお、本発明における外側継手部材は、軸方向に延びる直線状トラック溝が内周面の複数箇所に形成され、内側継手部材は、軸方向に延びる直線状トラック溝が外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面の複数箇所に形成され、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に配されたボールと、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた構造が望ましい。つまり、このような構造を具備するボールタイプのダブルオフセット型等速自在継手に適用することが有効である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、内側継手部材の反軸挿入側に設けられたストッパ部を軸部材に加締めて締め付けることにより、内側継手部材のストッパ部が軸部材に密着することで軸方向および径方向のガタを低減することができる。その結果、従来のようにスプラインに捩れ角を設けることなく、簡便な手段により、内側継手部材と軸部材とを嵌合部によりタイトに結合させることができ、信頼性の高い長寿命の摺動式等速自在継手を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態で、ダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ方向から見た矢視図である。
【図３】図１の実施形態で、内側継手部材とシャフトとの結合構造を示す要部拡大断面図である。
【図４】図１の実施形態のサブアッセンブリで、（Ａ）はストッパ部を加締める前の状態を示す断面図、（Ｂ）はストッパ部を加締めた後の状態を示す断面図である。
【図５】他の実施形態のサブアッセンブリで、（Ａ）はストッパ部を加締める前の状態を示す断面図、（Ｂ）はストッパ部を加締めた後の状態を示す断面図である。
【図６】他の実施形態のサブアッセンブリで、（Ａ）はストッパ部を加締める前の状態を示す断面図、（Ｂ）はストッパ部を加締めた後の状態を示す断面図である。
【図７】他の実施形態のサブアッセンブリで、（Ａ）はストッパ部を加締める前の状態を示す断面図、（Ｂ）はストッパ部を加締めた後の状態を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態で、ダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図９】図８の実施形態で、内側継手部材とシャフトとの結合構造を示す要部拡大断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態で、ダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図１１】図１０の実施形態で、内側継手部材とシャフトとの結合構造を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係る摺動式等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、トルク伝達部材としてボールを用いたダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）を例示する。なお、本発明は、ダブルオフセット型等速自在継手以外に、トルク伝達部材としてローラを用いたトリポード型等速自在継手（ＴＪ）などの他の摺動式等速自在継手にも適用可能である。
【００２６】
この実施形態の等速自在継手は、図１および図２に示すように、外側継手部材１０、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０で主要部が構成されている。この等速自在継手は、一端が開口したカップ状をなし、軸方向に延びる直線状トラック溝１１が内周面の複数箇所に円周方向等間隔で形成された外側継手部材１０と、軸方向に延びる直線状トラック溝２１が外側継手部材１０のトラック溝１１と対をなして外周面の複数箇所に円周方向等間隔で形成された内側継手部材２０と、外側継手部材１０のトラック溝１１と内側継手部材２０のトラック溝２１との間に配されたボール３０と、外側継手部材１０の内周面と内側継手部材２０の外周面との間に介在してボール３０を保持するケージ４０とを備えた構造を具備する。
【００２７】
なお、この実施形態では、６個ボールの等速自在継手（図２参照）を例示するが、８個ボールの等速自在継手にも適用可能であり、ボール３０の個数は任意である。この外側継手部材１０の内部には、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０からなる内部部品が軸方向摺動自在に収容されている。
【００２８】
この等速自在継手において、内側継手部材２０と軸部材であるシャフト５０とが以下の構造でもって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。なお、摺動式等速自在継手の製造においては、シャフト５０の軸端部５１に内側継手部材２０を挿入し、この内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０からなる内部部品をシャフト５０に組み付けたサブアッセンブリを製作した後、このサブアッセンブリの内部部品を外側継手部材１０に挿入することにより組み立てられる。つまり、この内側継手部材２０とシャフト５０との結合作業は、サブアッセンブリを外側継手部材１０に収容する前に行われる。
【００２９】
内側継手部材２０とシャフト５０とを結合する嵌合部６０は、図１および図２に示す実施形態において、図３に示すように、内側継手部材２０の孔の内周面に軸方向と平行に形成されたスプライン２２とシャフト５０の軸端部５１の外周面に軸方向と平行に形成されたスプライン５２とで構成されている。このような嵌合部構造を有する実施形態において、内側継手部材２０の反軸挿入側にストッパ部７０を設ける。ここで、「反軸挿入側」とは、前述したようにサブアッセンブリ製作時、シャフト５０に対して内側継手部材２０が軸方向に沿って挿入される側の反対側を意味する。このストッパ部７０は、内側継手部材２０の反軸挿入側の端面２３から軸方向に延出された円筒形状をなし、径方向外側からの加締めにより縮径可能な構造としている。
【００３０】
この実施形態では、図４（Ａ）に示すように、シャフト５０の軸端部５１に内側継手部材２０を軸方向に沿って挿入して内側継手部材２０のスプライン２２とシャフト５０のスプライン５２とを嵌合させ、この内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０からなる内部部品をシャフト５０に組み付けたサブアッセンブリを製作した後、内側継手部材２０のストッパ部７１をシャフト５０に加締める。この場合、図４（Ｂ）の矢印で示すように、円筒形状をなすストッパ部７０を径方向外側からの加締めにより縮径させてシャフト５０に締め付ける。これにより、内側継手部材２０のストッパ部７０の内周面をシャフト５０の外周面に密着させることで軸方向および径方向のガタを低減することができる。
【００３１】
この嵌合部構造の場合、ストッパ部７０の加締めにより接触するシャフト５０の軸端部５１の外径部分（内側継手部材２０の反軸挿入側の端面２３から突出する部分）にスプライン５２が形成されている。そのため、ストッパ部７０がシャフト５０のスプライン５２に食い込んでそのストッパ部７０を強固にシャフト５０に固定することができ、軸方向および径方向のガタをより一層低減することができる。
【００３２】
さらに、図５（Ａ）に示すように、ストッパ部７０の加締めにより接触するシャフト５０の軸端部５１の外周部分に、そのストッパ部７０の加締め部分（先端部分）が嵌入する環状の凹溝５３を形成した構造とすることが可能である。この場合、図５（Ｂ）に示すように、その加締め部分（先端部分）が凹溝５３に嵌入することでストッパ部７１を強固にシャフト５０に固定することができ、軸方向のガタをより一層低減することができる。
【００３３】
ここで、図４（Ａ）（Ｂ）に示す実施形態では、ストッパ部７０の加締めにより接触するシャフト５０の軸端部５１の外周部分にスプライン５２が形成されている場合について説明したが、必ずしもスプライン５２が形成されている必要はない。
【００３４】
例えば、図６（Ａ）に示すように、ストッパ部７０の加締めにより接触するシャフト５０の軸端部５１の外周部分（内側継手部材２０の反軸挿入側の端面２３から突出する部分）はフラット面（円筒面）５４であってもよい。この場合、図６（Ｂ）の矢印で示すように、加締めによりストッパ部７０の内周面がシャフト５０の軸端部５１のフラット面（円筒面）５４に密着することでストッパ部７０を強固にシャフト５０に固定することができ、軸方向および径方向のガタをより一層低減することができる。なお、ストッパ部７０の加締めによる縮径が可能なように、軸端部５１のうち、フラット面５４が形成された部分はスプライン５２が形成された部分よりも若干小径としている。
【００３５】
さらに、図７（Ａ）に示すように、シャフト５０の軸端部５１の外周部分（内側継手部材２０の反軸挿入側の端面２３から突出する部分）と接触するストッパ部７０の内周部分を鋸歯７１の断面形状とすることも可能である。この場合、図７（Ｂ）の矢印で示すように、加締めによりストッパ部７０の鋸歯７１部分がシャフト５０のフラット面（円筒面）５４に食い込むことでストッパ部７０を強固にシャフト５０に固定することができ、軸方向のガタをより一層低減することができる。
【００３６】
以上の実施形態では、内側継手部材２０とシャフト５０とを結合する嵌合部６０が、内側継手部材２０の内周面に軸方向と平行に形成されたスプライン２２とシャフト５０の軸端部５１の外周面に軸方向と平行に形成されたスプライン５２とで構成されている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、以下のような嵌合部構造であってもよい。
【００３７】
図８および図９に示す実施形態の等速自在継手において、内側継手部材２０とシャフト５０とを結合する嵌合部６１は、内側継手部材２０の軸挿入側の内周面（軸方向外側に向けて拡径するテーパ面２５）に軸方向と傾斜して形成されたスプライン２６とシャフト５０の拡径部５５の外周面に軸方向と傾斜して形成されたスプライン５６とで構成されている。内側継手部材２０の内周面２７およびシャフト５０の軸端部５１の外周面５７にはスプラインが形成されておらず、内側継手部材２０の内周面２７およびシャフト５０の軸端部５１の外周面５７は円筒形状をなす。
【００３８】
この嵌合部構造では、内側継手部材２０をシャフト５０の軸端部５１に軸方向に沿って圧入して内側継手部材２０の軸挿入側のテーパ面２５のスプライン２６とシャフト５０の拡径部５５のスプライン５６とを嵌合させながら、内側継手部材２０のストッパ部７０をシャフト５０に加締める。このストッパ部７０の加締めにより、ストッパ部７０の内周面がシャフト５０の軸端部５１の外周面（フラットな円筒面）５７に密着することで、ストッパ部７０はシャフト５０に強固に固定される。この嵌合部構造は、内側継手部材２０のスプライン２６およびシャフト５０のスプライン５６が軸方向に対して傾斜していることから、特に、径方向のガタ低減に有効である。
【００３９】
また、図１０および図１１に示す実施形態の等速自在継手において、内側継手部材２０とシャフト５０とを結合する嵌合部６２は、内側継手部材２０の軸挿入側の端面２８に径方向と平行に形成されたスプライン２９とシャフト５０のフランジ部の端面５８に径方向と平行に形成されたスプライン５９とで構成されている。内側継手部材２０の内周面２７およびシャフト５０の軸端部５１の外周面５７にはスプラインが形成されておらず、内側継手部材２０の内周面２７およびシャフト５０の軸端部５１の外周面５７は円筒形状をなす。
【００４０】
この嵌合部構造では、内側継手部材２０をシャフト５０の軸端部５１に軸方向に沿って圧入して内側継手部材２０の端面２８のスプライン２９とシャフト５０のフランジ部の端面５８のスプライン５９とを嵌合させながら、内側継手部材２０のストッパ部７０をシャフト５０に加締める。このストッパ部７０の加締めにより、ストッパ部７０の内周面がシャフト５０の軸端部５１の外周面（フラットな円筒面）５７に密着することで、ストッパ部７０はシャフト５０に強固に固定される。この嵌合部構造は、内側継手部材２０のスプライン２９およびシャフト５０のスプライン５９が径方向と平行に形成されていることから、特に、径方向のガタ低減に有効である。
【００４１】
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】
【００４２】
１０ 外側継手部材
１１ トラック溝
２０ 内側継手部材
２１ トラック溝
２２，２６，２９ スプライン
２３ 内側継手部材の反軸挿入側の端面
２８ 内側継手部材の軸挿入側の端面
３０ ボール
４０ ケージ
５０ 軸部材（シャフト）
５２，５６，５９ スプライン
５３ 凹溝
５４ フラット面
５５ 拡径部
５８ フランジ部の端面
６０〜６２ 嵌合部
７０ ストッパ部
７１ 鋸歯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機、船舶や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えば４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれて駆動側と従動側の二軸間で軸方向変位および角度変位を許容する摺動式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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等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】
自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達する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ため、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、駆動車輪側（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のエンジン側に組み付けられる摺動式等速自在継手の一つに、トルク伝達部材としてボールを用いたボールタイプのダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）がある。他の摺動式等速自在継手には、トルク伝達部材としてローラを用いたローラタイプのトリポード型等速自在継手（ＴＪ）がある。
【０００５】
これら各種の等速自在継手は、内側継手部材をシャフトの軸端部に挿入してスプライン嵌合させた構造を具備する。つまり、内側継手部材の孔の内周面にスプラインを形成すると共に、シャフトの軸端部の外周面にスプラインを形成し、内側継手部材をシャフトの軸端部に外挿することにより、内側継手部材のスプラインとシャフトのスプラインとを嵌合させてトルク伝達可能としている。
【０００６】
ドライブシャフトに使用される等速自在継手では、自動車のＮＶＨ（Noise Vibration Harshness）特性の向上を図るため、内側継手部材のスプラインとシャフトのスプラインとの嵌合部に生じるガタを抑制する手段が種々講じられている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された等速自在継手では、シャフトのスプラインに捩れ角を設け、その捩れ角を持つシャフトのスプラインに内側継手部材のスプラインを嵌合させることにより、その嵌合部に生じるガタを低減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平６−３３２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述したように、特許文献１で開示された従来の等速自在継手は、内側継手部材のスプラインとシャフトのスプラインとの嵌合部に生じるガタを低減することを目的として、シャフトのスプラインに捩れ角を設けた構造を具備している。
【０００９】
しかしながら、内側継手部材とシャフトとのスプライン嵌合をタイトにするため、シャフトのスプラインの捩れ角を大きく設定すると、内側継手部材をシャフトに挿入するに際して、大きな荷重を付与しなければならず、内側継手部材とシャフトとをスプライン嵌合により結合させることが困難となる。
【００１０】
これを回避するため、シャフトのスプラインの捩れ角を小さく設定すると、ルーズなスプライン嵌合になり易く、その嵌合部に生じるガタを完全になくすことが難しくなってくる。このように、スプラインの捩れ角を最適に設定することは非常に難しい。
【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、スプラインに捩れ角を設けることなく、簡便な手段により、内側継手部材とシャフトとの嵌合部に生じるガタを確実に低減し得る摺動式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】
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、外側継手部材と、その外側継手部材との間で軸方向変位および角度変位を許容しながらトルクが伝達される内側継手部材とを備え、その内側継手部材を軸部材に挿入してトルク伝達可能に嵌合させた摺動式等速自在継手であって、内側継手部材の反軸挿入側にストッパ部を設け、そのストッパ部を軸部材に加締め固定したことを特徴とする。ここで、「反軸挿入側」とは、軸部材に対して内側継手部材が軸方向に沿って挿入される側の反対側を意味する。なお、「軸挿入側」とは、軸部材に対して内側継手部材が軸方向に沿って挿入される側を意味する。
【００１３】
本発明では、内側継手部材の反軸挿入側に設けられたストッパ部を軸部材に加締めて締め付けることにより、内側継手部材のストッパ部が軸部材に密着することで軸方向および径方向のガタを低減することができる。
【００１４】
本発明におけるストッパ部は、内側継手部材の反軸挿入側の端面から軸方向に延出された円筒形状をなし、径方向外側からの加締めにより縮径可能とした構造が望ましい。この場合、円筒形状をなすストッパ部を径方向外側からの加締めにより縮径させて軸部材に締め付けることにより、内側継手部材のストッパ部の内周面を軸部材の外周面に密着させることで軸方向および径方向のガタを低減することができる。
【００１５】
本発明において、内側継手部材と軸部材との嵌合部は、内側継手部材の内周面に軸方向と平行に形成されたスプラインと軸部材の外周面に軸方向と平行に形成されたスプラインとで構成されている構造が可能である。この嵌合部構造の場合、内側継手部材を軸部材に軸方向に沿って挿入して内側継手部材のスプラインと軸部材のスプラインとを嵌合させた後、内側継手部材のストッパ部を軸部材に加締める。
【００１６】
この嵌合部構造の場合、ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分にスプラインが形成されていることが望ましい。このようにすれば、ストッパ部が軸部材のスプラインに食い込んでそのストッパ部を強固に軸部材に固定することができ、軸方向および径方向のガタをより一層低減することができる。
【００１７】
本発明において、内側継手部材と軸部材との嵌合部は、内側継手部材の軸挿入側の内周面に軸方向と傾斜して形成されたスプラインと軸部材の拡径部の外周面に軸方向と傾斜して形成されたスプラインとで構成されている構造が可能である。この嵌合部構造の場合、内側継手部材を軸部材に軸方向に沿って圧入して内側継手部材のスプラインと軸部材のスプラインとを嵌合させながら、内側継手部材のストッパ部を軸部材に加締める。この嵌合部構造は、特に、径方向のガタ低減に有効である。
【００１８】
本発明において、内側継手部材と軸部材との嵌合部は、内側継手部材の軸挿入側の端面に径方向と平行に形成されたスプラインと軸部材のフランジ部の端面に径方向と平行に形成されたスプラインとで構成されている構造が可能である。この嵌合部構造の場合、内側継手部材を軸部材に軸方向に沿って圧入して内側継手部材のスプラインと軸部材のスプラインとを嵌合させながら、内側継手部材のストッパ部を軸部材に加締める。この嵌合部構造は、特に、径方向のガタ低減に有効である。
【００１９】
前述した全ての嵌合部構造において、ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分はフラット面であることが望ましい。この場合、ストッパ部が軸部材の外周部分に密着することでストッパ部を強固に軸部材に固定することができ、軸方向および径方向のガタをより一層低減することができる。
【００２０】
また、前述した全ての嵌合部構造において、ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分に、ストッパ部の加締め部分が嵌入する環状の凹溝を形成した構造が望ましい。このようにすれば、加締め部分が凹溝に嵌入することでストッパ部を強固に軸部材に固定することができ、軸方向のガタをより一層低減することができる。
【００２１】
さらに、前述した全ての嵌合部構造において、軸部材の外周部分と接触するストッパ部の内周部分は、鋸歯の断面形状を有する構造が望ましい。このようにすれば、ストッパ部の鋸歯部分が軸部材の外周面に食い込むことでストッパ部を強固に軸部材に固定することができ、軸方向のガタをより一層低減することができる。
【００２２】
なお、本発明における外側継手部材は、軸方向に延びる直線状トラック溝が内周面の複数箇所に形成され、内側継手部材は、軸方向に延びる直線状トラック溝が外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面の複数箇所に形成され、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に配されたボールと、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた構造が望ましい。つまり、このような構造を具備するボールタイプのダブルオフセット型等速自在継手に適用することが有効である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、内側継手部材の反軸挿入側に設けられたストッパ部を軸部材に加締めて締め付けることにより、内側継手部材のストッパ部が軸部材に密着することで軸方向および径方向のガタを低減することができる。その結果、従来のようにスプラインに捩れ角を設けることなく、簡便な手段により、内側継手部材と軸部材とを嵌合部によりタイトに結合させることができ、信頼性の高い長寿命の摺動式等速自在継手を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態で、ダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ方向から見た矢視図である。
【図３】図１の実施形態で、内側継手部材とシャフトとの結合構造を示す要部拡大断面図である。
【図４】図１の実施形態のサブアッセンブリで、（Ａ）はストッパ部を加締める前の状態を示す断面図、（Ｂ）はストッパ部を加締めた後の状態を示す断面図である。
【図５】他の実施形態のサブアッセンブリで、（Ａ）はストッパ部を加締める前の状態を示す断面図、（Ｂ）はストッパ部を加締めた後の状態を示す断面図である。
【図６】他の実施形態のサブアッセンブリで、（Ａ）はストッパ部を加締める前の状態を示す断面図、（Ｂ）はストッパ部を加締めた後の状態を示す断面図である。
【図７】他の実施形態のサブアッセンブリで、（Ａ）はストッパ部を加締める前の状態を示す断面図、（Ｂ）はストッパ部を加締めた後の状態を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態で、ダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図９】図８の実施形態で、内側継手部材とシャフトとの結合構造を示す要部拡大断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態で、ダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図１１】図１０の実施形態で、内側継手部材とシャフトとの結合構造を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係る摺動式等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、トルク伝達部材としてボールを用いたダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）を例示する。なお、本発明は、ダブルオフセット型等速自在継手以外に、トルク伝達部材としてローラを用いたトリポード型等速自在継手（ＴＪ）などの他の摺動式等速自在継手にも適用可能である。
【００２６】
この実施形態の等速自在継手は、図１および図２に示すように、外側継手部材１０、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０で主要部が構成されている。この等速自在継手は、一端が開口したカップ状をなし、軸方向に延びる直線状トラック溝１１が内周面の複数箇所に円周方向等間隔で形成された外側継手部材１０と、軸方向に延びる直線状トラック溝２１が外側継手部材１０のトラック溝１１と対をなして外周面の複数箇所に円周方向等間隔で形成された内側継手部材２０と、外側継手部材１０のトラック溝１１と内側継手部材２０のトラック溝２１との間に配されたボール３０と、外側継手部材１０の内周面と内側継手部材２０の外周面との間に介在してボール３０を保持するケージ４０とを備えた構造を具備する。
【００２７】
なお、この実施形態では、６個ボールの等速自在継手（図２参照）を例示するが、８個ボールの等速自在継手にも適用可能であり、ボール３０の個数は任意である。この外側継手部材１０の内部には、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０からなる内部部品が軸方向摺動自在に収容されている。
【００２８】
この等速自在継手において、内側継手部材２０と軸部材であるシャフト５０とが以下の構造でもって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。なお、摺動式等速自在継手の製造においては、シャフト５０の軸端部５１に内側継手部材２０を挿入し、この内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０からなる内部部品をシャフト５０に組み付けたサブアッセンブリを製作した後、このサブアッセンブリの内部部品を外側継手部材１０に挿入することにより組み立てられる。つまり、この内側継手部材２０とシャフト５０との結合作業は、サブアッセンブリを外側継手部材１０に収容する前に行われる。
【００２９】
内側継手部材２０とシャフト５０とを結合する嵌合部６０は、図１および図２に示す実施形態において、図３に示すように、内側継手部材２０の孔の内周面に軸方向と平行に形成されたスプライン２２とシャフト５０の軸端部５１の外周面に軸方向と平行に形成されたスプライン５２とで構成されている。このような嵌合部構造を有する実施形態において、内側継手部材２０の反軸挿入側にストッパ部７０を設ける。ここで、「反軸挿入側」とは、前述したようにサブアッセンブリ製作時、シャフト５０に対して内側継手部材２０が軸方向に沿って挿入される側の反対側を意味する。このストッパ部７０は、内側継手部材２０の反軸挿入側の端面２３から軸方向に延出された円筒形状をなし、径方向外側からの加締めにより縮径可能な構造としている。
【００３０】
この実施形態では、図４（Ａ）に示すように、シャフト５０の軸端部５１に内側継手部材２０を軸方向に沿って挿入して内側継手部材２０のスプライン２２とシャフト５０のスプライン５２とを嵌合させ、この内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０からなる内部部品をシャフト５０に組み付けたサブアッセンブリを製作した後、内側継手部材２０のストッパ部７１をシャフト５０に加締める。この場合、図４（Ｂ）の矢印で示すように、円筒形状をなすストッパ部７０を径方向外側からの加締めにより縮径させてシャフト５０に締め付ける。これにより、内側継手部材２０のストッパ部７０の内周面をシャフト５０の外周面に密着させることで軸方向および径方向のガタを低減することができる。
【００３１】
この嵌合部構造の場合、ストッパ部７０の加締めにより接触するシャフト５０の軸端部５１の外径部分（内側継手部材２０の反軸挿入側の端面２３から突出する部分）にスプライン５２が形成されている。そのため、ストッパ部７０がシャフト５０のスプライン５２に食い込んでそのストッパ部７０を強固にシャフト５０に固定することができ、軸方向および径方向のガタをより一層低減することができる。
【００３２】
さらに、図５（Ａ）に示すように、ストッパ部７０の加締めにより接触するシャフト５０の軸端部５１の外周部分に、そのストッパ部７０の加締め部分（先端部分）が嵌入する環状の凹溝５３を形成した構造とすることが可能である。この場合、図５（Ｂ）に示すように、その加締め部分（先端部分）が凹溝５３に嵌入することでストッパ部７１を強固にシャフト５０に固定することができ、軸方向のガタをより一層低減することができる。
【００３３】
ここで、図４（Ａ）（Ｂ）に示す実施形態では、ストッパ部７０の加締めにより接触するシャフト５０の軸端部５１の外周部分にスプライン５２が形成されている場合について説明したが、必ずしもスプライン５２が形成されている必要はない。
【００３４】
例えば、図６（Ａ）に示すように、ストッパ部７０の加締めにより接触するシャフト５０の軸端部５１の外周部分（内側継手部材２０の反軸挿入側の端面２３から突出する部分）はフラット面（円筒面）５４であってもよい。この場合、図６（Ｂ）の矢印で示すように、加締めによりストッパ部７０の内周面がシャフト５０の軸端部５１のフラット面（円筒面）５４に密着することでストッパ部７０を強固にシャフト５０に固定することができ、軸方向および径方向のガタをより一層低減することができる。なお、ストッパ部７０の加締めによる縮径が可能なように、軸端部５１のうち、フラット面５４が形成された部分はスプライン５２が形成された部分よりも若干小径としている。
【００３５】
さらに、図７（Ａ）に示すように、シャフト５０の軸端部５１の外周部分（内側継手部材２０の反軸挿入側の端面２３から突出する部分）と接触するストッパ部７０の内周部分を鋸歯７１の断面形状とすることも可能である。この場合、図７（Ｂ）の矢印で示すように、加締めによりストッパ部７０の鋸歯７１部分がシャフト５０のフラット面（円筒面）５４に食い込むことでストッパ部７０を強固にシャフト５０に固定することができ、軸方向のガタをより一層低減することができる。
【００３６】
以上の実施形態では、内側継手部材２０とシャフト５０とを結合する嵌合部６０が、内側継手部材２０の内周面に軸方向と平行に形成されたスプライン２２とシャフト５０の軸端部５１の外周面に軸方向と平行に形成されたスプライン５２とで構成されている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、以下のような嵌合部構造であってもよい。
【００３７】
図８および図９に示す実施形態の等速自在継手において、内側継手部材２０とシャフト５０とを結合する嵌合部６１は、内側継手部材２０の軸挿入側の内周面（軸方向外側に向けて拡径するテーパ面２５）に軸方向と傾斜して形成されたスプライン２６とシャフト５０の拡径部５５の外周面に軸方向と傾斜して形成されたスプライン５６とで構成されている。内側継手部材２０の内周面２７およびシャフト５０の軸端部５１の外周面５７にはスプラインが形成されておらず、内側継手部材２０の内周面２７およびシャフト５０の軸端部５１の外周面５７は円筒形状をなす。
【００３８】
この嵌合部構造では、内側継手部材２０をシャフト５０の軸端部５１に軸方向に沿って圧入して内側継手部材２０の軸挿入側のテーパ面２５のスプライン２６とシャフト５０の拡径部５５のスプライン５６とを嵌合させながら、内側継手部材２０のストッパ部７０をシャフト５０に加締める。このストッパ部７０の加締めにより、ストッパ部７０の内周面がシャフト５０の軸端部５１の外周面（フラットな円筒面）５７に密着することで、ストッパ部７０はシャフト５０に強固に固定される。この嵌合部構造は、内側継手部材２０のスプライン２６およびシャフト５０のスプライン５６が軸方向に対して傾斜していることから、特に、径方向のガタ低減に有効である。
【００３９】
また、図１０および図１１に示す実施形態の等速自在継手において、内側継手部材２０とシャフト５０とを結合する嵌合部６２は、内側継手部材２０の軸挿入側の端面２８に径方向と平行に形成されたスプライン２９とシャフト５０のフランジ部の端面５８に径方向と平行に形成されたスプライン５９とで構成されている。内側継手部材２０の内周面２７およびシャフト５０の軸端部５１の外周面５７にはスプラインが形成されておらず、内側継手部材２０の内周面２７およびシャフト５０の軸端部５１の外周面５７は円筒形状をなす。
【００４０】
この嵌合部構造では、内側継手部材２０をシャフト５０の軸端部５１に軸方向に沿って圧入して内側継手部材２０の端面２８のスプライン２９とシャフト５０のフランジ部の端面５８のスプライン５９とを嵌合させながら、内側継手部材２０のストッパ部７０をシャフト５０に加締める。このストッパ部７０の加締めにより、ストッパ部７０の内周面がシャフト５０の軸端部５１の外周面（フラットな円筒面）５７に密着することで、ストッパ部７０はシャフト５０に強固に固定される。この嵌合部構造は、内側継手部材２０のスプライン２９およびシャフト５０のスプライン５９が径方向と平行に形成されていることから、特に、径方向のガタ低減に有効である。
【００４１】
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】
【００４２】
１０ 外側継手部材
１１ トラック溝
２０ 内側継手部材
２１ トラック溝
２２，２６，２９ スプライン
２３ 内側継手部材の反軸挿入側の端面
２８ 内側継手部材の軸挿入側の端面
３０ ボール
４０ ケージ
５０ 軸部材（シャフト）
５２，５６，５９ スプライン
５３ 凹溝
５４ フラット面
５５ 拡径部
５８ フランジ部の端面
６０〜６２ 嵌合部
７０ ストッパ部
７１ 鋸歯
【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軸方向変位および角度変位を許容しながらトルクが伝達される内側継手部材とを備え、前記内側継手部材を軸部材に挿入してトルク伝達可能に嵌合させた摺動式等速自在継手であって、前記内側継手部材の反軸挿入側にストッパ部を設け、前記ストッパ部を前記軸部材に加締め固定したことを特徴とする摺動式等速自在継手。
【請求項２】
前記ストッパ部は、内側継手部材の反軸挿入側の端面から軸方向に延出された円筒形状をなし、径方向外側からの加締めにより縮径可能とした請求項１に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項３】
前記内側継手部材と前記軸部材との嵌合部は、内側継手部材の内周面に軸方向と平行に形成されたスプラインと軸部材の外周面に軸方向と平行に形成されたスプラインとで構成されている請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項４】
前記内側継手部材と前記軸部材との嵌合部は、内側継手部材の軸挿入側の内周面に軸方向と傾斜して形成されたスプラインと軸部材の拡径部の外周面に軸方向と傾斜して形成されたスプラインとで構成されている請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項５】
前記内側継手部材と前記軸部材との嵌合部は、内側継手部材の軸挿入側の端面に径方向と平行に形成されたスプラインと軸部材のフランジ部の端面に径方向と平行に形成されたスプラインとで構成されている請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項６】
前記ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分にスプラインが形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項７】
前記ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分はフラット面である請求項１〜５のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項８】
前記ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分に、前記ストッパ部の加締め部分が嵌入する環状の凹溝を形成した請求項１〜７のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項９】
前記軸部材の外周部分と接触するストッパ部の内周部分は、鋸歯の断面形状を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項１０】
前記外側継手部材は、軸方向に延びる直線状トラック溝が内周面の複数箇所に形成され、前記内側継手部材は、軸方向に延びる直線状トラック溝が前記外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面の複数箇所に形成され、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に配されたボールと、前記外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に介在して前記ボールを保持するケージとを備えた請求項１〜８のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項１】
外側継手部材と、前記外側継手部材との間で軸方向変位および角度変位を許容しながらトルクが伝達される内側継手部材とを備え、前記内側継手部材を軸部材に挿入してトルク伝達可能に嵌合させた摺動式等速自在継手であって、前記内側継手部材の反軸挿入側にストッパ部を設け、前記ストッパ部を前記軸部材に加締め固定したことを特徴とする摺動式等速自在継手。
【請求項２】
前記ストッパ部は、内側継手部材の反軸挿入側の端面から軸方向に延出された円筒形状をなし、径方向外側からの加締めにより縮径可能とした請求項１に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項３】
前記内側継手部材と前記軸部材との嵌合部は、内側継手部材の内周面に軸方向と平行に形成されたスプラインと軸部材の外周面に軸方向と平行に形成されたスプラインとで構成されている請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項４】
前記内側継手部材と前記軸部材との嵌合部は、内側継手部材の軸挿入側の内周面に軸方向と傾斜して形成されたスプラインと軸部材の拡径部の外周面に軸方向と傾斜して形成されたスプラインとで構成されている請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項５】
前記内側継手部材と前記軸部材との嵌合部は、内側継手部材の軸挿入側の端面に径方向と平行に形成されたスプラインと軸部材のフランジ部の端面に径方向と平行に形成されたスプラインとで構成されている請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項６】
前記ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分にスプラインが形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項７】
前記ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分はフラット面である請求項１〜５のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項８】
前記ストッパ部の加締めにより接触する軸部材の外周部分に、前記ストッパ部の加締め部分が嵌入する環状の凹溝を形成した請求項１〜７のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項９】
前記軸部材の外周部分と接触するストッパ部の内周部分は、鋸歯の断面形状を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項１０】
前記外側継手部材は、軸方向に延びる直線状トラック溝が内周面の複数箇所に形成され、前記内側継手部材は、軸方向に延びる直線状トラック溝が前記外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面の複数箇所に形成され、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に配されたボールと、前記外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に介在して前記ボールを保持するケージとを備えた請求項１〜８のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２５４３０（Ｐ２０１２−２２５４３０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３９４０（Ｐ２０１１−９３９４０）
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
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