特開 2020-51544 等速自在継手のシャフト抜け止め構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-51544(P2020-51544A)

(43)【公開日】2020年4月2日

(54)【発明の名称】等速自在継手のシャフト抜け止め構造

(51)【国際特許分類】

   F16D 3/20 20060101AFI20200306BHJP

   F16D 3/223 20110101ALI20200306BHJP

   F16B 21/18 20060101ALI20200306BHJP

【ＦＩ】

   F16D3/20 Z

   F16D3/223

   F16B21/18 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2018-182333(P2018-182333)

(22)【出願日】2018年9月27日

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】榛葉 千佳也

【テーマコード（参考）】

3J037

【Ｆターム（参考）】

3J037AA08

3J037BA01

3J037BB03

3J037BB06

3J037JA08

3J037JA12

(57)【要約】

【課題】
内輪からシャフトの抜けを防止できるのみでなく、両者間の軸方向のガタツキをも低コストで回避できる等速自在継手のシャフト抜け止め構造を提供すること。
【解決手段】
等速自在継手の内輪１からシャフト２の抜けを防止するための抜け止め構造において、シャフト２に形成された第一クリップ溝２ｃと、第一クリップ溝２ｃに装着された状態で弾性変形により拡径および縮径が可能な止め輪３と、止め輪３を自然長よりも縮径させた状態で外径側から覆う第二クリップ溝１ｅとを有し、第二クリップ溝１ｅが、シャフト先端側に向かって漸次拡径したテーパ面でなり、且つ止め輪３のシャフト基端側への移動を規制する規制面１ｅａと、規制面１ｅａのシャフト先端側に連なってシャフト先端側に向かって漸次拡径したテーパ面でなり、且つ止め輪３をシャフト先端側に誘導する誘導面１ｅｂとを有するようにした。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトと嵌合する軸孔が形成された内輪を備える等速自在継手について、前記内輪から前記シャフトの抜けを防止するための等速自在継手のシャフト抜け止め構造であって、
前記シャフトの外周面に沿って環状に形成された第一クリップ溝と、該第一クリップ溝に装着された状態で弾性変形により拡径および縮径が可能な止め輪と、前記軸孔の縁部に形成され、且つ前記止め輪を自然長よりも縮径させた状態で外径側から覆う第二クリップ溝とを有し、
前記第二クリップ溝が、シャフト先端側に向かって漸次拡径したテーパ面でなり、且つ前記止め輪のシャフト基端側への移動を規制する規制面と、該規制面のシャフト先端側に連なってシャフト先端側に向かって漸次拡径したテーパ面でなり、且つ前記止め輪をシャフト先端側に誘導する誘導面とを有する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。

【請求項2】

前記規制面のテーパ角度が、前記誘導面のテーパ角度よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手のシャフト抜け止め構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、等速自在継手の内輪からシャフトの抜けを防止するための抜け止め構造に関する。

【背景技術】

【0002】

等速自在継手は、自動車の駆動系や各種産業機械における動力の伝達に広く用いられている。等速自在継手の一例として、ツェッパー型等速自在継手（ＢＪ）は、軸方向に延びる複数の案内溝が内周面に形成された外輪と、軸方向に延びる複数の案内溝が外周面に形成された内輪と、内外輪の案内溝が協働して形成するボールトラックの各々に配された複数のボールと、これらのボールを保持する保持器とを備えている。

【0003】

等速自在継手の内輪には、駆動軸、従動軸、或いは、中間軸等のシャフトと嵌合させるための軸孔が形成されており、例えば、軸孔の内周面に形成された雌スプラインと、シャフトの外周面に形成された雄スプラインとにより、軸孔とシャフトとが嵌合される。ここで、内輪からシャフトの抜けを防止するための構造の一例としては、特許文献１に開示されるような抜け止め構造が挙げられる。

【0004】

図５に示すように、同文献に開示された構造は、内輪１００からシャフト２００の抜けを防止するべく、シャフト２００の外周面に沿って環状に形成された第一クリップ溝２００ａと、第一クリップ溝２００ａに装着された止め輪３００と、内輪１００に形成された軸孔１００ａの縁部に形成され、止め輪３００を外径側から覆う第二クリップ溝１００ｂとを有する。なお、同構造においては、雌雄のスプライン１００ｃ，２００ｂにより、軸孔１００ａとシャフト２００とを嵌合させている。

【0005】

第二クリップ溝１００ｂは、止め輪３００のシャフト基端側への移動を規制する規制面１００ｂａを有する。規制面１００ｂａは、シャフト先端側に向かって漸次拡径したテーパ面として形成されている。上記の構造により、シャフト２００が内輪１００に対して相対的にシャフト基端側（内輪１００から抜ける方向）に移動した際には、規制面１００ｂａが止め輪３００のシャフト基端側への移動を規制し、これによりシャフト２００の抜けが防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４−９７８１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、内輪とシャフトとを組み付けた際には、図５に示す隙間Ｇに起因して、内輪とシャフトとの両者間に軸方向のガタツキが発生しやすくなる。ガタツキは、例えば自動車の振動特性を悪化させる要因となる。このため、特許文献１に開示された構造では、ガタツキの発生を回避するべく、内輪との当接により当該内輪の軸方向の移動を規制するための規制部材（リング部材）をシャフトの外周に取り付けている。

【0008】

しかしながら、ガタツキの発生を回避するに際し、上記の構造を採用した場合には、規制部材を取り付ける必要があることから、構造の部品点数が増加することに加えて、組立に必要な工数も増えるため、結果として等速自在継手の製造コストの高騰を招くという問題があった。

【0009】

上述の事情に鑑みなされた本発明は、内輪からシャフトの抜けを防止できるのみでなく、両者間の軸方向のガタツキをも低コストで回避できる等速自在継手のシャフト抜け止め構造を提供することを技術的な課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するための本発明は、シャフトと嵌合する軸孔が形成された内輪を備える等速自在継手について、内輪からシャフトの抜けを防止するための等速自在継手のシャフト抜け止め構造であって、シャフトの外周面に沿って環状に形成された第一クリップ溝と、第一クリップ溝に装着された状態で弾性変形により拡径および縮径が可能な止め輪と、軸孔の縁部に形成され、且つ止め輪を自然長よりも縮径させた状態で外径側から覆う第二クリップ溝とを有し、第二クリップ溝が、シャフト先端側に向かって漸次拡径したテーパ面でなり、且つ止め輪のシャフト基端側への移動を規制する規制面と、規制面のシャフト先端側に連なってシャフト先端側に向かって漸次拡径したテーパ面でなり、且つ止め輪をシャフト先端側に誘導する誘導面とを有することを特徴とする。

【0011】

本構造では、第二クリップ溝が、止め輪を自然長よりも縮径させた状態で外径側から覆っていることから、第二クリップ溝内の止め輪には、常に自然長に復元（拡径）しようとする復元力が働く。また、第二クリップ溝が有する規制面、及び、規制面のシャフト先端側に連なった誘導面が、いずれもシャフト先端側に向かって漸次拡径したテーパ面となっている。これら止め輪に働く復元力とテーパ面との相互作用により、第二クリップ溝内の止め輪は、常に拡径しようとすると共に、シャフト先端側に誘導されることになる。

【0012】

従って、内輪とシャフトとが組み付いた状態、つまりシャフトが内輪から抜けようとしていない状態の下では、誘導面によって止め輪がシャフト先端側に誘導され、第一クリップ溝のシャフト先端側の側面に当接するまで、止め輪がシャフト先端側に移動しきった状態となる。このときの止め輪は、第一クリップ溝（シャフト側のクリップ溝）のシャフト先端側の側面と、第二クリップ溝（内輪側のクリップ溝）の誘導面との相互間に介在した状態となる。このようにしてガタ詰めがなされ、内輪とシャフトとの両者間における軸方向のガタツキを回避することが可能となる。

【0013】

一方で、シャフトが内輪から抜けようとする際（内輪に対して相対的にシャフト基端側に移動した際）には、第一クリップ溝のシャフト先端側の側面に押されることで、止め輪は誘導面による誘導に反してシャフト基端側に押し込まれていく。また、止め輪はシャフト基端側に押し込まれつつ、誘導面がなすテーパ面により復元力に反して漸次縮径していく。そして、止め輪が誘導面を通過して規制面まで押し込まれると、規制面によって止め輪のシャフト基端側への移動が規制される。これにより、内輪からシャフトの抜けを防止できる。

【0014】

以上のとおり、本構造によれば、内輪からシャフトの抜けを防止できるのみでなく、両者間の軸方向のガタツキをも回避できる。そして、ガタツキを回避するべく新たな部材を導入する必要もない。これにより、構造の部品点数が増加したり、組立に必要な工数が増えたりして、コストが高騰する虞を確実に排除でき、低コストでガタツキの回避を実現できる。

【0015】

上記の構造においては、規制面のテーパ角度が、誘導面のテーパ角度よりも大きいことが好ましい。

【0016】

このようにすれば、規制面が止め輪のシャフト基端側への移動を規制する効果を好適に得ることが可能となる。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る等速自在継手のシャフト抜け止め構造によれば、内輪からシャフトの抜けを防止できるのみでなく、両者間の軸方向のガタツキをも低コストで回避できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】等速自在継手のシャフト抜け止め構造を示す断面図である。

【図2】等速自在継手のシャフト抜け止め構造において、内輪の軸孔の周辺を拡大して示す断面図である。

【図3】等速自在継手のシャフト抜け止め構造において、第二クリップ溝の周辺を拡大して示す断面図である。

【図4】等速自在継手のシャフト抜け止め構造において、内輪の軸孔の周辺を拡大して示す断面図である。

【図5】従来の等速自在継手のシャフト抜け止め構造において、内輪の軸孔の周辺を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態に係る等速自在継手のシャフト抜け止め構造について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、等速自在継手としてツェッパー型等速自在継手を例に挙げる。しかしながら、本発明に係る抜け止め構造は、その他の等速自在継手（例えば、ダブルオフセット型、クロスグルーブ型、トリポード型等）にも適用が可能である。

【0020】

図１に示すように、等速自在継手の内輪１には、軸方向に延びる複数の案内溝１ａが外周面に形成されている。これら複数の案内溝１ａの各々には、内輪１が等速自在継手の外輪（図示省略）との間でトルクを伝達するためのボール（図示省略）が配される。

【0021】

内輪１には、シャフト２と嵌合する軸孔１ｂが形成されている。軸孔１ｂの内周面には雌スプライン１ｃが形成されると共に、シャフト２の外周面には雄スプライン２ａが形成されている。これら雌雄のスプライン１ｃ，２ａにより、シャフト２の先端部２ｘが軸孔１ｂから突き出た状態の下で、軸孔１ｂとシャフト２とが嵌合している。軸孔１ｂのシャフト基端側の開口における縁部には、シャフト２のテーパ部２ｂに当接するテーパ面でなるチャンファ１ｄが形成されている。このチャンファ１ｄによりシャフト２の先端側への移動が規制される。

【0022】

図２に示すように、本実施形態に係る抜け止め構造は、内輪１からシャフト２の抜けを防止するべく、シャフト２に形成された第一クリップ溝２ｃと、第一クリップ溝２ｃに装着された断面円形の止め輪３と、内輪１に形成され、止め輪３を外径側から覆う第二クリップ溝１ｅとを有する。

【0023】

第一クリップ溝２ｃは、シャフト２の外周面に沿って環状に形成されている。第一クリップ溝２ｃは、円弧状の溝底面を有すると共に、軸方向で対向する一対の側面２ｃａ，２ｃｂを有する。両側面２ｃａ，２ｃｂは、いずれも軸方向と直交する面となっている。両側面２ｃａ，２ｃｂのうち、シャフト先端側の側面２ｃａは、後述のように側面２ｃａ自身と第二クリップ溝１ｅとの相互間に止め輪３を介在させる。第一クリップ溝２ｃの溝幅は、止め輪３の断面の径よりも大きくなっており、止め輪３と、両側面２ｃａ，２ｃｂの少なくとも一方との間には、常に隙間が形成される。

【0024】

止め輪３は、第一クリップ溝２ｃに装着された状態で弾性変形により拡径および縮径する（輪の径を伸縮させる）ことが可能である。止め輪３の拡径および縮径は、後述のように止め輪３が第二クリップ溝１ｅ内を軸方向に移動（シャフト先端側に移動、或いは、シャフト基端側に移動）するのに伴って生じる。

【0025】

第二クリップ溝１ｅは、軸孔１ｂのシャフト先端側の開口における縁部に形成されている。第二クリップ溝１ｅは、止め輪３を自然長よりも縮径させた状態で、且つ雌スプライン１ｃのスプライン孔の内径よりも拡径させた状態で、外径側から覆っている。ここで「自然長」とは、第一クリップ溝２ｃに装着された止め輪３に対して、シャフト２以外から外力が作用していない状態での止め輪３の径を意味する。これにより、第二クリップ溝１ｅ内の止め輪３には、常に自然長に復元（拡径）しようとする復元力が働く。

【0026】

図３に示すように、第二クリップ溝１ｅは、止め輪３のシャフト基端側への移動を規制する規制面１ｅａと、止め輪３をシャフト先端側に誘導する誘導面１ｅｂとを有する。規制面１ｅａおよび誘導面１ｅｂは、いずれもシャフト先端側に向かって漸次拡径したテーパ面（線形テーパ）でなり、誘導面１ｅｂは規制面１ｅａのシャフト先端側に連なっている。ここで、本実施形態では、規制面１ｅａと誘導面１ｅｂとが直接に連なっているが、変形例として、両面１ｅａ，１ｅｂの双方と滑らかに連なるＲの付いた曲面を介して両面１ｅａ，１ｅｂが間接的に連なっていてもよい。

【0027】

本実施形態では、規制面１ｅａのテーパ角度が誘導面１ｅｂのテーパ角度よりも大きくなっている。これにより、規制面１ｅａと誘導面１ｅｂとがなす角の角度が１８０°未満となっている。ここで、変形例として、規制面１ｅａのテーパ角度が誘導面１ｅｂのテーパ角度よりも小さくてもよいし、規制面１ｅａと誘導面１ｅｂとの間でテーパ角度の大きさが同一であってもよい。また、本実施形態では、規制面１ｅａおよび誘導面１ｅｂがなすテーパ面が線形テーパとなっているが、変形例として、シャフト先端側に向かって漸次拡径する限りで、放物線テーパや指数関数テーパであってもよい。

【0028】

規制面１ｅａおよび誘導面１ｅｂがなすテーパ面と、第二クリップ溝１ｅ内の止め輪３に働く復元力との相互作用により、第二クリップ溝１ｅ内の止め輪３は、常に拡径しようとすると共に、シャフト先端側に誘導される。詳細には、第二クリップ溝１ｅ内にて、復元力に基づいて止め輪３からテーパ面に対して力が作用することで、その反作用としてテーパ面から止め輪３に対して力が作用する。この止め輪３に対して作用する力の軸方向の分力により、止め輪３がシャフト先端側に誘導される。さらに、止め輪３のシャフト先端側への移動に伴い、漸次拡径するテーパ面に合わせて止め輪３の径が漸次拡径していく。

【0029】

以上に説明した構成から、図２及び図３に示すように、内輪１とシャフト２とが組み付いた状態（シャフト２が内輪１から抜けようとしていない状態）の下では、以下のとおり内輪１とシャフト２との両者間における軸方向のガタツキが回避される。

【0030】

すなわち、上記の状態の下では、誘導面１ｅｂによって止め輪３がシャフト先端側に誘導され、第一クリップ溝２ｃの側面２ｃａに当接するまで、止め輪３がシャフト先端側に移動しきった状態となる。この際の止め輪３は、第二クリップ溝１ｅ内で可及的に拡径した状態となると共に、第一クリップ溝２ｃの側面２ｃａと誘導面１ｅｂとの相互間に介在した状態となる。これによりガタ詰めがなされ、ガタツキが回避される。

【0031】

一方で、シャフト２が内輪１から抜けようとする際（内輪１に対して相対的にシャフト基端側に移動した際）には、以下のとおりシャフト２の抜けが防止される。

【0032】

すなわち、上記の際には、シャフト２の基端側への移動に伴い、第一クリップ溝２ｃの側面２ｃａに押されることで、止め輪３は誘導面１ｅｂによる誘導に反してシャフト基端側に押し込まれていく。また、止め輪３はシャフト基端側に押し込まれつつ、誘導面１ｅｂがなすテーパ面に合わせて復元力に反して漸次縮径していく。そして、図４に示すように、止め輪３が誘導面１ｅｂを通過して規制面１ｅａまで押し込まれると、規制面１ｅａによって止め輪３のシャフト基端側への移動が規制される。この際の止め輪３は、第一クリップ溝２ｃの側面２ｃａと規制面１ｅａとの相互間に介在した状態となる。これにより、シャフト２の抜けが防止される。

【0033】

上記の構造によれば、内輪１からシャフト２の抜けを防止できるのみでなく、両者１，２間の軸方向のガタツキをも回避できる。そして、ガタツキを回避するべく新たな部材を導入する必要もない。これにより、構造の部品点数が増加したり、組立に必要な工数が増えたりして、コストが高騰する虞を確実に排除でき、低コストでガタツキの回避を実現できる。

【符号の説明】

【0034】

１ 内輪
１ｂ 軸孔
１ｅ 第二クリップ溝
１ｅａ 規制面
１ｅｂ 誘導面
２ シャフト
２ｃ 第一クリップ溝
３ 止め輪

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】