JP2007040384A - 等速自在継手のシャフト抜け止め構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】 シャフトの内輪への組み付け作業の簡略化を図ることができ、しかもコスト低減を図ることが可能な等速自在継手のシャフト抜け止め構造を提供する。
【解決手段】 等速自在継手2の内輪6の挿入孔9に挿入されるシャフト10の抜け止め構造である。シャフト10の外周面13に周方向凸部14を設ける。内輪6の内周面15に、シャフト10の内輪6への軸方向押込みによって周方向凸部14が嵌合する周方向凹部16を設ける。これによって、周方向凸部16と周方向凹部16とが協働してシャフト抜けを規制する。
【選択図】 図1
【解決手段】 等速自在継手2の内輪6の挿入孔9に挿入されるシャフト10の抜け止め構造である。シャフト10の外周面13に周方向凸部14を設ける。内輪6の内周面15に、シャフト10の内輪6への軸方向押込みによって周方向凸部14が嵌合する周方向凹部16を設ける。これによって、周方向凸部16と周方向凹部16とが協働してシャフト抜けを規制する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、自動車や各種産業機器に使用される等速自在継手におけるシャフト抜け止め構造に関するものである。
自動車や各種産業機械における動力の伝達に用いられる等速自在継手は、一般に、外輪と、内輪と、内輪の挿入孔に嵌合するシャフト等を備える。シャフトは抜け止め構造によって軸方向の抜けが防止される。
従来のシャフトの抜け止め構造は、シャフトに周方向溝(環状溝)を設け、この周方向溝に、一部に切欠部を有す弾性リング体(以下C型クリップと呼ぶ)を嵌入させたものが一般的である(特許文献1)。
特許文献1に記載の抜け止め構造は、図13に示すように、シャフト100の端部のスプライン101に周方向溝(環状溝)102を設け、この周方向溝102にC型クリップ103を嵌合させる。シャフト100が挿入される内輪(図示省略)には、その内周面に前記周方向溝102に対向する周方向溝が設けられる。C型クリップ103をやや縮径状態にして周方向溝102に嵌合し、この状態でシャフト100を内輪の挿入孔に挿入する。C型クリップ103の外周側が内輪の周方向溝に出会うことにより、C型クリップ103が拡径してその外周側が内輪の周方向溝に嵌合される。
C型クリップ103は、その外径を自由状態においてシャフト外径よりも大きくすると共に、C型クリップ103の内径をシャフト100の周方向溝102の底面径よりも大きくている。そして、シャフト100を内輪に組み付ける際には、前述のようにC型クリップ103を内輪の挿入孔に挿入可能なように縮径させると共に、C型クリップ103の軸心をシャフト軸心に合わせる調芯を行なう必要があった。そこで、前記特許文献1に記載のものでは、この調芯のためにシャフト100の周方向溝102に弾性部材105を嵌合させていた。
実開平1−154316号公報
特許文献1のような従来のシャフト抜け構造では、シャフト100のスプライン101に周方向溝102を設けると共に、内輪のスプラインにも周方向溝を設ける必要があり、その加工に手間がかかっていた。さらにC型クリップ103及び調芯のための弾性部材105を必要として、部品点数が多く、コスト高となっていた。しかも、スプライン101に周方向溝102を設けているので、スプライン結合を安定させるため、スプライン101全体の軸方向長さを大きくする必要があった。さらに、シャフト100を内輪の挿入孔に挿入する際には、C型クリップ103を内輪の挿入孔に挿入可能なように縮径させるので、シャフト100を内輪に組み付けた後に、C型クリップ103が確実に拡径しているか否かの確認作業が不可能であった。
本発明は、上記課題に鑑みて、シャフトの内輪への組み付け作業の簡略化を図ることができ、しかもコスト低減を図ることが可能な等速自在継手のシャフト抜け止め構造を提供する。
本発明の等速自在継手のシャフト抜け止め構造は、等速自在継手の内輪の挿入孔に挿入されるシャフトの抜け止め構造において、前記シャフトの外周面に周方向凸部を設けると共に、前記内輪の内周面に、前記シャフトの内輪への軸方向押込みによって前記周方向凸部が嵌合しこの周方向凸部と協働してシャフト抜けを規制する周方向凹部を設けたものである。
また、本発明は、等速自在継手の内輪の挿入孔に挿入されるシャフトの抜け止め構造において、シャフトの外周面に周方向凹部を設けると共に、内輪の内周面に、前記シャフトの内輪への軸方向押込みによって前記周方向凹部に嵌合しこの周方向凹部と協働してシャフト抜けを規制する周方向凸部を設けたものである。
シャフトを、内輪の挿入孔に軸方向に沿って押込むことによって、周方向凸部と周方向凹部とが嵌合する。これによって、シャフトの抜け防止が確実になる。また、C型クリップ等を必要とせず、そのため、組み付け時にC型クリップを調芯しないで済む。
前記シャフトと内輪とはスプラインで結合されており、前記周方向凸部及び周方向凹部がスプラインの軸方向範囲外に位置する。
前記シャフト側に、周方向凸部と周方向凹部との嵌合を案内するガイド用傾斜部を設けたり、内輪の内周面側に、周方向凸部と周方向凹部との嵌合を案内するガイド用傾斜部を設けたりすることができる。これにより、周方向凸部と周方向凹部との嵌合を容易に行なうことができる。
本発明は、シャフトを、内輪の挿入孔に軸方向に沿って押込むことによって、周方向凸部と周方向凹部とが弾性変形または弾塑性変形を伴って嵌合し、これにより内輪に対してシャフトを抜け止め状態で取付けることができる。
本発明はC型クリップ等を必要としないので、部品点数の減少を図ってコスト低減を達成でき、またシャフトの内輪への組み付け作業の簡略化を図ることができ、さらに組み付け後の抜け止め構造が確実であり、信頼性の高い抜け止め構造を提供することができる。
本発明はC型クリップ等を必要としないので、部品点数の減少を図ってコスト低減を達成でき、またシャフトの内輪への組み付け作業の簡略化を図ることができ、さらに組み付け後の抜け止め構造が確実であり、信頼性の高い抜け止め構造を提供することができる。
周方向凸部及び周方向凹部をスプラインの軸方向範囲外に位置させることにより、周方向凸部や周方向凹部をスプラインに形成しないで済み、スプライン全体の軸方向長さを短く設定してもスプライン結合のための長さを確保することができる。このため、等速自在継手のコンパクトな設計が可能となる。
ガイド用傾斜部を設けることにより、周方向凸部と周方向凹部との嵌合を容易に行なうことができ、組み付け作業性の向上を図ることができる。
以下本発明の実施の形態を図1〜図12に基づいて説明するが、説明の都合上、先端側といった場合は図中左側を、反先端側といったときは図中右側を示すものとする。
図1に示すように、等速自在継手2は、内周面に複数の案内溝(トラック溝)3を軸方向に形成した外輪4と、外周面に複数の案内溝(トラック溝)5を形成した内輪6と、外輪4の案内溝3と内輪6の案内溝5とで協働して形成されるボールトラックに配される複数のボール7と、ボール7を収容するためのポケット8aを有する保持器8等から構成される。また、内輪6の軸心孔(挿入孔)9にシャフト10が嵌合される。シャフト抜け止め構造1は、内輪6の軸心孔9の入口側とシャフト10との間に設けられる。等速自在継手2としては、図示例では固定式等速自在継手を示しているが、このシャフト抜け止め構造1を設けることができるものであれば、摺動式等速自在継手であってもよい。
シャフト10の先端側外周には、図2に示すように、スプライン11が形成され、内輪6の挿入孔9の内周面15には、図4に示すように、スプライン12が形成されている。シャフト10のスプライン11と内輪6のスプライン12とを嵌合させることにより、内輪6とシャフト10とがトルク伝達可能に結合する。
第1の実施の形態のシャフト抜け止め構造1は、シャフト10の外周面13に、外径側に突出するように設けられる周方向凸部14と、内輪6の内周面15に、拡径するように設けられる周方向凹部16とで構成している。周方向凸部14が周方向凹部16に弾性変形または弾塑性変形を伴って嵌合することによって、シャフト10が内輪6から抜けるのが防止される。
周方向凸部14は、詳しくは図2と図3に示すように、先端側から反先端側に向かって拡径する先端側傾斜面(先端側外面)18と、先端側から反先端側に向かって縮径する反先端側傾斜面(先端側外面)19とを有する、全体として断面台形状とされ、周方向凸部14は、スプライン11の軸方向範囲外であってスプライン11の近傍に位置する。すなわち、スプライン11の反先端側の端縁から反先端側に向かって順次拡径するテーパ部20が設けられ、このテーパ部20に周方向凸部14が連設されている。
周方向凸部14の外周面21の高さ(外周面13からの高さ)A1は、例えば0.1mmから0.2mm程度に設定する。周方向凸部14の外周面21の幅寸法(軸方向寸法)B1は、例えば0.5mm程度に設定する。先端側傾斜面18の傾斜角α1及び反先端側傾斜面19の傾斜角β1を、それぞれ、例えば15°から45°程度に設定する。
周方向凹部16は、図4と図5に示すように、先端側から反先端側に向かって拡径する先端側傾斜面(先端側内面)22と、先端側から反先端側に向かって縮径する反先端側傾斜面(先端側内面)23とを有する断面台形状とされ、内輪6の内周面15のスプライン12の軸方向範囲側に位置する。すなわち、内輪6には反先端側の内径側に端部6a(反先端側に突出する短円筒状の膨出部)が形成され、端部6aの内周面の反先端側の端縁にテーパ部24が形成されて、このテーパ部24に短円孔状部25を介して周方向凹部16が連設されている。なお、短円孔状部25の内径はシャフト10の外周面13の外径と略同一とされる。
周方向凹部16の底面26の深さA2は、例えば0.1mmから0.2mm程度に設定して、周方向凸部14の外周面21の高さA1と略同一か、或いは僅かに高さA1の方を大きくする(A2<A1)。周方向凹部16の底面26の幅寸法(軸方向寸法)B2を、例えば0.5mm程度に設定して、周方向凸部14の外周面21の幅寸法(軸方向寸法)B1と略同一とする。先端側傾斜面22の傾斜角度α2及び反先端側傾斜面23の傾斜角度β2を、それぞれ、例えば15°から45°程度に設定して、周方向凸部14の先端側傾斜面18の傾斜角度α1及び反先端側傾斜面19の傾斜角度β1と略同一とする。テーパ部24の軸方向長さCを、例えば0.5mm程度とし、テーパ部24の傾斜角度γを、例えば30°程度とする。
次にシャフト10を内輪6に組み付ける方向を説明する。図6に示すように、内輪6の軸心とシャフト10の軸心とを互いに一致させた状態で、シャフト10を軸方向に沿って内輪6の挿入孔9に押込む。この際、周方向凸部14の先端側傾斜面18が内輪6のテーパ部24を摺動して、内輪6の反先端部側の端部6aが弾性的に僅かに拡径し、これによって、周方向凸部14の端部6a通過を許容する。さらに押込めば、図7に示すように、周方向凸部14が周方向凹部16に弾性変形または弾塑性変形を伴って嵌合する。この嵌合状態では端部6aの拡径がもとの状態に戻っている。
このように、周方向凸部14の先端側傾斜面18及び内輪6のテーパ部24が、それぞれ、周方向凸部14の周方向凹部16への嵌合を案内するガイド用傾斜部G1、G2となる。すなわち、シャフト10側にガイド用傾斜部G1が設けられ、内輪6側にガイド用傾斜部G2が設けられる。
この嵌合状態では、周方向凸部14の先端側傾斜面18と周方向凹部16の先端側傾斜面22とが当接し、周方向凸部14の反先端側傾斜面19と周方向凹部16の反先端側傾斜面23とが当接し、周方向凸部14の外周面21と周方向凹部16の底面26とが当接する。これによって、周方向凸部14と周方向凹部16とが協働してシャフト抜けを規制する抜け防止機能を発揮する。
この嵌合状態において、シャフト10を軸方向に沿って反先端側へ所定圧以上の引張力で無理に引張れば、シャフト10の反先端側傾斜面19が内輪6の反先端側傾斜面23に摺動して、内輪6の反先端部側の端部6aが拡径し、シャフト10を引き抜くことも不可能ではない。なお、シャフト10を引き抜くための所定圧以上の引張り力は、このシャフト引き抜き構造を用いた等速自在継手において、通常使用時において作用しない力であり、通常使用時にシャフト10が抜けることがないように設定される。
このように、シャフト10を、内輪6の挿入孔9に軸方向に沿って押込むことによって、周方向凸部14と周方向凹部16とが嵌合して、内輪6にシャフト10を取付けることができ、シャフト10の内輪6への組み付け作業の簡略化を図ることができる。また、従来のようなC型クリップ等を必要とせず、部品点数の減少を図ってコスト低減を達成できる。C型クリップを使用しないので、組み付け後の抜け止め構造が確実であり、信頼性の高い抜け止め構造を提供することができる。
また、周方向凸部14及び周方向凹部16がスプライン11、12の軸方向範囲外に位置する。これにより、周方向凸部14や周方向凹部16をスプライン11、12に形成しないで済み、スプライン全体の軸方向長さを短く設定してもスプライン結合のための長さを確保することができる。これにより、等速自在継手のコンパクトな設計が可能となる。
シャフト10側にガイド用傾斜部G1を設け、内輪6側にガイド用傾斜部G2を設けることにより、周方向凸部14の周方向凹部16への嵌合を容易に行なうことができる。これにより、組み付け作業性の向上を図ることができる。
なお、周方向凸部14の高さA1、外周面21の幅寸法B1、先端側傾斜面18の傾斜角度α1、及び反先端側傾斜面19の傾斜角度β1等の変更が可能であって、それに対応して、周方向凹部16の底面26の深さA2、底面26の幅寸法B2、先端側傾斜面22の傾斜角度α2、反先端側傾斜面23の傾斜角度β2、テーパ部24の軸方向長さC、及びテーパ部24の傾斜角度γ等の変更も可能である。要は、シャフト10の内輪6への軸方向押込みによって周方向凸部14が周方向凹部16に嵌合してシャフト抜けを規制できればよい。
図8から図11は第2の実施の形態を示す。この第2の実施の形態においては、シャフト10の外周面13に周方向凹部28を設け、内輪6の内周面15に内径側に突出する周方向凸部29を設けている。周方向凹部28は、先端側から反先端側に向かって縮径する先端側傾斜面(先端側内面)30と、先端側から反先端側に向かって拡径する反先端側傾斜面(反先端側内面)31とを有する断面台形状とされる。周方向凸部28は、先端側から反先端側に向かって縮径する先端側傾斜面(先端側外面)33と、先端側から反先端側に向かって拡径する反先端側傾斜面(反先端側外面)34とを有する断面台形状とされる。なお、周方向凹部28は第1の実施の形態の周方向凸部14に対応する位置に設けられ、周方向凸部29は第1の実施の形態の周方向凹部16に対応する位置に設けられる。すなわち、周方向凹部28及び周方向凸部29がスプライン11、12の軸方向範囲外に位置する。
周方向凹部28の底面32の深さA3を、例えば0.1mmから0.2mm程度に設定して、周方向凸部29の内周面35の高さA4と略同一か、或いは僅かに高さA4の方を大きくする(A3<A4)。周方向凹部28の底面32の幅寸法(軸方向寸法)B3を、例えば0.5mm程度に設定して、周方向凸部29の内周面35の幅寸法(軸方向寸法)B4と略同一とする。周方向凹部28の先端側傾斜面30の傾斜角度α3及び反先端側傾斜面31の傾斜角度β3を、それぞれ例えば15°から45°程度に設定して、周方向凸部29の先端側傾斜面33の傾斜角度α4及び反先端側傾斜面34の傾斜角度β4と略同一とする。
第2の実施の形態の抜け止め構造においても、シャフト10を内輪6の挿入孔9に軸方向に沿って押込みによって、シャフト10を内輪6に組み付けることができる。
すなわち、内輪6の軸心とシャフト10の軸心とを一致させた状態で、シャフト10を軸方向に内輪6の挿入孔9に押込む。この際、シャフト10のテーパ部20が周方向凸部29の反先端側傾斜面34を摺動して、内輪6の反先端部側の端部6aが僅かに拡径し、図12に示すように、周方向凹部28が周方向凸部29に嵌合する。
このように、周方向凸部29の反先端側傾斜面34及び内輪6のテーパ部20が、それぞれ、周方向凸部29と周方向凹部28との嵌合を案内するガイド用傾斜部G3、G4となる。すなわち、シャフト10側にガイド用傾斜部G3が設けられ、内輪6側にガイド用傾斜部G4が設けられる。
この嵌合状態では、周方向凸部29の先端側傾斜面33と周方向凹部28の先端側傾斜面30とが当接し、周方向凸部29の反先端側傾斜面34と周方向凹部28の反先端側傾斜面31とが当接し、周方向凸部29の内周面35と周方向凹部28の底面32とが当接する。これによって、周方向凸部29と周方向凹部28とが協働してシャフト抜けを規制する抜け防止機能を発揮する。
この嵌合状態において、第1の実施の形態のものと同様に、シャフト10を軸方向に反先端側へ所定圧以上の引張力で無理に引張れば、シャフト10の周方向凹部28の先端側傾斜面30が内輪6の周方向凸部29の先端側傾斜面33に摺動して、内輪6の反先端部側の端部6aが拡径し、シャフト10を引き抜くことも不可能ではない。
前記図8から図12に示す第2の実施の形態では、第1の実施の形態と相違して、シャフト10側に周方向凹部28を設け、内輪6側に周方向凸部29を設けたものであるが、内輪6の挿入孔9に軸方向に沿って押込むことによって、周方向凸部14と周方向凹部16とが嵌合して、内輪6にシャフト10を取付けることができる。このため、このような第2の実施の形態であっても、第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
なお、周方向凹部28の底面32の深さA3、底面32の幅寸法B3、先端側傾斜面30の傾斜角度α3、及び反先端側傾斜面31の傾斜角度β3の変更が可能であって、それに対応して、周方向凸部29の高さA4、内周面35の幅寸法B4、先端側傾斜面33の傾斜角度α4、及び反先端側傾斜面34の傾斜角度β4の変更も可能である。要は、シャフト10の内輪6への軸方向押込みによって周方向凸部29に周方向凹部28に嵌合してシャフト抜けを規制できればよい。
1 シャフト抜け止め構造
2 等速自在継手
3 案内溝
4 外輪
5 案内溝
6 内輪
6a 端部
7 ボール
8 保持器
8a ポケット
9 軸心孔(挿入孔)
10 シャフト
11 スプライン
12 スプライン
13 外周面
14 周方向凸部
14 周方向凹部
15 内周面
16 周方向凸部
18、22、30、33 先端側傾斜面
19、23、31、34 反先端側傾斜面
20 テーパ部
21 外周面
22 先端側傾斜面
23 反先端側傾斜面
24 テーパ部
25 短円孔状部
26 底面
28 周方向凹部
29 周方向凸部
30 先端側傾斜面
31 反先端側傾斜面
32 底面
33 先端側傾斜面
34 反先端側傾斜面
35 内周面
100 シャフト
101 スプライン
102 周方向溝
103 C型クリップ
105 弾性部材
G1〜G4 ガイド用傾斜部
2 等速自在継手
3 案内溝
4 外輪
5 案内溝
6 内輪
6a 端部
7 ボール
8 保持器
8a ポケット
9 軸心孔(挿入孔)
10 シャフト
11 スプライン
12 スプライン
13 外周面
14 周方向凸部
14 周方向凹部
15 内周面
16 周方向凸部
18、22、30、33 先端側傾斜面
19、23、31、34 反先端側傾斜面
20 テーパ部
21 外周面
22 先端側傾斜面
23 反先端側傾斜面
24 テーパ部
25 短円孔状部
26 底面
28 周方向凹部
29 周方向凸部
30 先端側傾斜面
31 反先端側傾斜面
32 底面
33 先端側傾斜面
34 反先端側傾斜面
35 内周面
100 シャフト
101 スプライン
102 周方向溝
103 C型クリップ
105 弾性部材
G1〜G4 ガイド用傾斜部
Claims (5)
- 等速自在継手の内輪の挿入孔に挿入されるシャフトの抜け止め構造において、前記シャフトの外周面に周方向凸部を設けると共に、前記内輪の内周面に、前記シャフトの内輪への軸方向押込みによって前記周方向凸部が嵌合しこの周方向凸部と協働してシャフト抜けを規制する周方向凹部を設けたことを特徴とする等速自在継手のシャフト抜け止め構造。
- 等速自在継手の内輪の挿入孔に挿入されるシャフトの抜け止め構造において、シャフトの外周面に周方向凹部を設けると共に、内輪の内周面に、前記シャフトの内輪への軸方向押込みによって前記周方向凹部に嵌合しこの周方向凹部と協働してシャフト抜けを規制する周方向凸部を設けたことを特徴とする等速自在継手のシャフト抜け止め構造。
- 前記シャフトと内輪とはスプラインで結合されており、前記周方向凸部及び周方向凹部がスプラインの軸方向範囲外に位置することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造。
- 前記シャフト側に、周方向凸部と周方向凹部との嵌合を案内するガイド用傾斜部を設けたことを特徴とする請求項1から3のいずれか記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造。
- 前記内輪の内周面側に、周方向凸部と周方向凹部との嵌合を案内するガイド用傾斜部を設けたことを特徴とする請求項1から3のいずれか記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造。
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
WO2010137481A1 (ja) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Ntn株式会社 | 固定式等速自在継手 |
JP2013113331A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Ntn Corp | スプライン嵌合構造 |
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2005
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081007 |