特許 6996839 摺動式等速自在継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-20

(45)【発行日】2022-01-17

(54)【発明の名称】摺動式等速自在継手

(51)【国際特許分類】

   F16D 3/227 20060101AFI20220107BHJP

【ＦＩ】

F16D3/227 G

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2016189106

(22)【出願日】2016-09-28

(65)【公開番号】P2018053983

(43)【公開日】2018-04-05

【審査請求日】2019-08-26

【審判番号】

【審判請求日】2020-09-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087538

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 和久

(72)【発明者】

【氏名】松尾 茂寛

(72)【発明者】

【氏名】武川 康昭

【合議体】

【審判長】田村 嘉章

【審判官】内田 博之

【審判官】段 吉享

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１１５９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－８４７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０１７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F16D 3/227

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力伝達部材に連結される外側継手部材と、シャフトの端部に連結される内側継手部材を有し、前記外側継手部材と内側継手部材との間で、角度変位及び軸方向変位を許容しつつトルク伝達可能に構成された摺動式等速自在継手において、前記外側継手部材内に、前記内側継手部材に連結された前記シャフトの先端と外側継手部材との間で軸方向に伸縮するコイルばねを設け、前記シャフトの先端に前記コイルばねのシャフト側の端部の内径部を支持するシャフト凸部を設け、前記コイルばねの外側継手部材側の端部に、前記コイルばねの内径部に嵌合する凸部と前記コイルばねの端面に当接するフランジ部とからなる受け部材を装着し、前記シャフト凸部及び前記受け部材の凸部は、いずれも、前記コイルばねの内径寸法φｄ１に対して締代を有するφＤ１の平滑円筒部と、この平滑円筒部から先端側に向かって先細りの角度を持つテーパ部とからなり、外側継手部材の内面に、前記受け部材と対向する球状凹面部を有するエンドプレートを圧入嵌合し、前記受け部材のフランジ部の外面に、前記エンドプレートの球状凹面部に対して接触案内される球状凸面部を設け、前記受け部材を外側継手部材の内面のエンドプレートに押圧させたことを特徴とする摺動式等速自在継手。

【請求項2】

前記受け部材とエンドプレートの材質が、金属又は樹脂である請求項１記載の摺動式等速自在継手。

【請求項3】

前記球状凸面部の曲率半径が前記球状凹面部の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。

【請求項4】

前記受け部材の球状凸面部の中央に平滑端面部を形成したことを特徴とする請求項３記載の摺動式等速自在継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用される摺動式等速自在継手、より詳しくは、連結すべき駆動軸と従動軸とが角度(作動角)をなした状態でも等速度で回転運動を伝えることができ、かつ駆動軸と従動軸との間で相対的に軸方向移動が可能な摺動式等速自在継手に関する。

【背景技術】

【0002】

乗用自動車や農機トラクタ等の車両の動力伝達系は、例えば、図１１に示すように、一方が駆動軸、他方が従動軸となる二つの動力伝達部材１０２、１０２が、所定間隔で離間して非同一直線上に配置されている。

【0003】

この二つの動力伝達部材１０２、１０２は、その間に配置したシャフト１０１の両端をそれぞれ等速自在継手１０３、１０３を介して首振り自在に連結されている。

【0004】

従来の等速自在継手１０３として、図１１～図１４に示す構造のものがある（特許文献１）。

【0005】

この従来の等速自在継手１０３は、図１１に示すように、左右対称となっているので、右側の等速自在継手１０３の構造について図１２を参照して説明する。

【0006】

図１２は、等速自在継手１０３を動力伝達部材１０２に対し取り付ける前、あるいは取り外した状態を示しており、等速自在継手１０３は、外側継手部材としての外輪１０４と、内側継手部材としての内輪１０５と、ボール１０６と、ケージ１０７を備えている。

【0007】

外輪１０４は、大径筒部１０８と小径筒部１０９とを同軸上に一体成形した部材であり、小径筒部１０９は、その内周面に連結すべき動力伝達部材１０２のスプライン軸１１１をトルク伝達可能に軸線方向から挿入する嵌合部を有する。この嵌合部の内周面には、スプライン軸１１１の軸方向に設けた雄スプライン１１２と係合する雌スプライン１１０が形成されている。

【0008】

また、外輪１０４の大径筒部１０８は、内部に内輪１０５とボール１０６とケージ１０７等を収納した収納空間１１３を有し、その収納空間１１３を形成する外輪１０４の内面には、軸方向に延びる複数本のボール溝１１４が周方向で等間隔に形成してある。

【0009】

内輪１０５は、シャフト１０１を挿入して嵌合する挿入孔を有し、この挿入孔の内周面には、シャフト１０１の端部外周に形成した雄スプライン１１５と係合する軸方向に延びた雌スプライン１１６を形成して連結させている。また、内輪１０５の挿入孔に挿入したシャフト１０１が後退して抜け出ないようにする止め輪１１７を、シャフト１０１の先端近傍の外周に設けた環状の止め輪溝に装着している。

【0010】

内輪１０５は球状の外周面つまり外球面を有し、その外球面に軸方向に延びる複数本のボール溝１１８が周方向で等間隔に形成してある。

【0011】

外輪１０４のボール溝１１４と内輪１０５のボール溝１１８は対をなし、各対のボール溝１１４、１１８によって形成されるトラックに１個のトルク伝達要素としてのボール１０６が組み込んである。そして、各ボール１０６はケージ１０７にて保持される。ケージ１０７は外・内球面を有し、外球面は外輪１０４の内面に接触し、内球面は内輪１０５の外球面と球面接触する。

【0012】

即ち、ボール１０６が外輪１０４のボール溝１１４に沿って転動することで、シャフト１０１は内輪１０５・ボール１０６・ケージ１０７と一体となって、外輪１０４に対し軸方向に前後移動可能に構成されている。

【0013】

外輪１０４の収納空間１１３に、プレート状の受け部材１２３が内装され、受け部材１２３は大径筒部１０８の内面と小径筒部１０９の内面を連結する段差面に形成した円環状窪部１２２に嵌め込んでいる。

【0014】

受け部材１２３とシャフト１０１の端部との間には、シャフト１０１を等速自在継手１０３（外輪１０４）に対し後退する方向へ弾発付勢する弾発力付与手段としてのコイルばね１２１が設けられている。言い換えれば、このコイルばね１２１によって、等速自在継手１０３を相手側の動力伝達部材１０２側へ弾発付勢している。また、このコイルばね１２１の左側の一端は、内輪１０５の挿入孔から突出したシャフト１０１の先端に取り付けてあり、コイルばね１２１の右側の他端には、キャップ状の当接部材１２４を取り付けている。当接部材１２４には凸状球面部１２６が形成されており、受け部材１２３にはその凸状球面部１２６が接触する凹状球面部１２３ａを形成している。そして、コイルばね１２１によって弾発付勢された当接部材１２４の凸状球面部１２６が受け部材１２３の凹状球面部１２３ａに圧接している。

【0015】

また、外輪１０４には、内輪１０５が外輪１０４からの抜け出さないようにコイルばね１２１の弾発付勢に対抗する抜止部材１３０を設けている。この抜止部材１３０は周方向に開口するＣ字形リングであり、抜止部材１３０は大径筒部１０８の（左側）開口部近傍の内面に形成した嵌込溝に装着してある。

【0016】

次に、二つの動力伝達部材１０２、１０２とシャフト１０１と等速自在継手１０３、１０３は、次のようにして連結する。

【0017】

まず、図１２に示すようにシャフト１０１の端部（両端）に等速自在継手１０３を付設する。

【0018】

次いで、一方の等速自在継手１０３の小径筒部１０９の嵌合部に、片側の動力伝達部材１０２のスプライン軸１１１をスライドさせてスプライン軸１１１の先端が受け部材１２３に当接するまで挿入する（図１３参照）。

【0019】

次に、動力伝達部材１０２に取り付けていない（未取付の）他方の等速自在継手１０３側から取付済の一方の等速自在継手１０３へ軸方向の押圧力を付与し、それぞれの等速自在継手１０３、１０３のコイルばね１２１、１２１を圧縮する。

【0020】

詳しくは、未取付側の等速自在継手１０３に、図１４に示す軸方向Ａの押圧力を付与すると、その押圧力は未取付側のコイルばね１２１、シャフト１０１を介して、反対の等速自在継手１０３のコイルばね１２１へと伝わる。そして、取付済側のコイルばね１２１は、取り付けた動力伝達部材１０２から軸方向Ａと反対向きの反力を受け、その反力はシャフト１０１を介して未取付側のコイルばね１２１へと付与される。つまり、上記押圧力と反力による両側からの軸方向の圧縮力をコイルばね１２１に付与し、両方のコイルばね１２１、１２１を圧縮して、一方の等速自在継手１０３の先端から他方の等速自在継手１０３の先端までの全長を動力伝達部材１０２、１０２の間隔寸法より短くする。

【0021】

このようにすることで、図１４に示す未取付側の等速自在継手１０３の先端と、それに対向する動力伝達部材１０２の先端との間には、隙間Ｓが生じるようになっている。

【0022】

図１４の未取付側の等速自在継手１０３の嵌合部に、対向する動力伝達部材１０２のスプライン軸１１１をスライドしてスプライン軸１１１の先端が受け部材１２３に当接するまで挿入して、取付が完了する。そして、図１３に示す取付完了状態において、各等速自在継手１０３、１０３と動力伝達部材１０２、１０２との嵌め合いは、コイルばね１２１の弾発力により保持され、また、シャフト１０１は両端のコイルばね１２１、１２１の向かい合う弾発力の釣り合った位置で保持される。

【0023】

図１１において、二つの動力伝達部材１０２、１０２は同一軸心上に配置されていないため、各等速自在継手１０３、１０３を動力伝達部材１０２、１０２に取り付けた状態では、シャフト１０１は動力伝達部材１０２の軸心に対し傾斜して設けられる。この状態でも、シャフト１０１とコイルばね１２１とは同一軸心上に配置されている。また、シャフト１０１が動力伝達部材１０２に対し首振りしても、当接部材1２４が受け部材１２３の凹状球面部１２３ａ上をスムーズに移動するので、シャフト１０１とコイルばね１２１は同一軸心上に保持され、常にコイルばね１２１の弾発力が効果的に発揮される状態が維持されることとなる。

【0024】

このように、特許文献１の等速自在継手１０３は、シャフト１０１の端部と外輪１０４内に配設した受け部材１２３との間に、コイルばね１２１を内装しており、コイルばね１２１と受け部材１２３等を用いることにより、両端の等速自在継手１０３間の長さを摺動式に伸縮自在に構成して、所定間隔に離間した二つの動力伝達部材１０２、１０２に、容易に取り付けることができるようにしたものである。

【0025】

次に、特許文献２には、図１５及び図１６に示すように、摺動式の等速自在継手１０３におけるシャフト１０１の端部と外輪１０４の内部に内装するコイルばね１２１の他の組み込み例が開示されている。

【0026】

この従来例の摺動式の等速自在継手１０３においては、外輪１０４の大径筒部１０８内周面と小径筒部１０９の内周面とを繋ぐ段差面に形成した窪部１２２に、浅皿状のシールプレート２２３が嵌合し、このシールプレート２２３にコイルばね１２１の一端が装着してある。また、コイルばね１２１の他端には、浅皿状の軸受部材２２４が装着されている。この軸受部材２２４は、シールプレート２２３側に凸球面状に湾曲した形状となっている。このように形成された軸受部材２２４のシャフト１０１側の面には、球状凹面部２２５を有する。前記シールプレート２２３と軸受部材２２４は、それぞれ短筒状の縁部２２３ａ、２２４ａを有している。この縁部２２３ａ、２２４ａ内にコイルばね１２１の各端部を保持することにより、コイルばね１２１の軸線と直交方向の移動（芯ずれ）を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0027】

【文献】特許第４８９６６７０号公報

【文献】特許第４９２０４６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0028】

ところで、特許文献１又は特許文献２の従来の摺動式の等速自在継手１０３は、コイルばね１２１の端面あるいは外径部を、プレート状の受け部材１２３、浅皿状のシールプレート２２３、あるいは浅皿状の軸受部材２２４を係合させる構造である。

【0029】

このため、コイルばね１２１の端面あるいは外径部と、プレート状の受け部材１２３、浅皿状のシールプレート２２３、あるいは浅皿状の軸受部材２２４との組み付け状態が外観上わかり難く、コイルばね１２１が傾いて不安定な状態で装着される可能性がある。

【0030】

コイルばね１２１が傾いて不安定な状態で装着されると、前後の移動性能に支障が生じたり、あるいは、コイルばね１２１の座屈・変形が生じやすくなったりして、受け部材１２３、シールプレート２２３、あるいは軸受部材２２４の耐久性に悪影響を及ぼす可能性がある。

【0031】

また、コイルばね１２１が、受け部材１２３、シールプレート２２３、あるいは軸受部材２２４から脱落すると、両端の摺動式の等速自在継手１０３の長さを伸縮自在に弾発付勢することができなくなり、外輪１０４と駆動軸（あるいは従動軸）のスプライン軸１１１が外れたり、シャフト１０１の端面と外輪１０４の底部やエンドプレートあるいはボール１０６と抜止部材１３０とが干渉するなど、等速自在継手１０３としての本質的機能性を損なう可能性もある。

【0032】

そこで、この発明は、コイルばねを所定位置に安定して介装することができ、しかもその組み付け状態が外観上もわかるようにして、圧縮コイルばねの座屈・変形を緩和し、安定した摺動特性を有する摺動式等速自在継手を得ようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0033】

前記の課題を解決するために、この発明は、動力伝達部材に連結される外側継手部材と、シャフトの端部に連結される内側継手部材を有し、前記外側継手部材と内側継手部材との間で、角度変位及び軸方向変位を許容しつつトルク伝達可能に構成された摺動式等速自在継手において、前記外側継手部材内に、前記内側継手部材に連結された前記シャフトの先端と外側継手部材との間で軸方向に伸縮するコイルばねを設け、前記シャフトの先端に前記コイルばねのシャフト側の端部の内径部を支持するシャフト凸部を設け、前記コイルばねの外側継手部材側の端部に、前記コイルばね内径部に嵌合する凸部と前記コイルばね
の端面に当接するフランジ部とからなる受け部材を装着し、前記シャフト凸部及び前記受け部材の凸部は、いずれも、前記コイルばねの内径寸法φｄ１に対して締代を有するφＤ１の平滑円筒部と、この平滑円筒部から先端側に向かって先細りの角度を持つテーパ部とからなり、外側継手部材の内面に、前記コイルばねの一方の端面と対面する球状凹面部を有するエンドプレートを圧入嵌合し、前記受け部材のフランジ部の外面に、前記エンドプレートの球状凹面部に対して接触案内される球状凸面部を設け、前記受け部材を外側継手部材の内面のエンドプレートに押圧させたことを特徴とする。

【0034】

前記受け部材とエンドプレートの材質は、金属又は樹脂を適用することができる。

【0035】

前記コイルばねの内径部を支持する前記シャフト凸部の外径面と、前記コイルばねの内径部に嵌合する受け部材の外径面が、円筒部とテーパー部の組み合わせにすることにより、コイルばねの内径部への組付性を改善することが可能である。

【0036】

前記受け部材のエンドプレート側の面に球状凸面部を形成し、この受け部材の球状凸面部を接触案内する球状凹面部をエンドプレートに設け、前記球状凸面部の曲率半径が前記球状凹部の曲率半径よりも小さくすることにより、エンドプレートの球状凹面部に対し、受け部材の球状凸面部を円環状に線接触させることができるので、円滑でかつ安定した摺動運動を行わせることができる。

【0037】

前記受け部材の球状凸面部の中央に平滑端面部を形成することにより、受け部材の球状凸面部とエンドプレートの球状凹面部の接触面積を少なくし、円滑な摺動運動を行わせることができる。

【発明の効果】

【0038】

以上のように、この発明によると、コイルばねの両端をシャフト凸部の外径面と受け部材の凸部の外径面によって支持することにより、コイルばねが所定位置に安定して介装することが可能であり、組付状態が外観上も確認することできるので、コイルばねがシャフト凸部あるいは受け部材から脱落することがなくなり、摺動式等速自在継手の長さを伸縮自在に弾発付勢することができる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】この発明の摺動式等速自在継手を両端に設けたプロペラシャフトを示す断面図である。

【図2】図１の摺動式等速自在継手の断面図である。

【図3】図１の摺動式等速自在継手を分解した組立前の状態を示す断面図である。

【図4】図１の摺動式等速自在継手の組立途中の状態を示す断面図である。

【図5】図１の摺動式等速自在継手のコイルばねを圧縮させて動力伝達部材を装着する状態を示す断面図である。

【図6】図１の摺動式等速自在継手のシャフト端部の拡大図である。

【図7】図１の摺動式等速自在継手のコイルばねの拡大図である。

【図8】図１の摺動式等速自在継手の受け部材の拡大図である。

【図9】図１の摺動式等速自在継手の外輪の窪部に嵌合されるエンドプレートの拡大断面図である。

【図10】図１の摺動式等速自在継手の外輪の拡大断面図である。

【図11】従来の摺動式等速自在継手を両端に設けたプロペラシャフトを示す断面図である。

【図12】図１１の摺動式等速自在継手に動力伝達部材を取付けていない状態を示す断面図である。

【図13】図１１の摺動式等速自在継手に動力伝達部材を取付けた状態を示す断面図である。

【図14】図１１の摺動式等速自在継手のコイルばねを圧縮させて動力伝達部材を装着する状態を示す断面図である。

【図15】従来の他の摺動式等速自在継手に動力伝達部材を取付けた状態を示す断面図である。

【図16】図１５の摺動式等速自在継手のコイルばねを圧縮させて動力伝達部材を装着する状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0041】

この発明は、図１に示すように、乗用自動車や農機トラクタ等の車両に使用される動力伝達系、例えばプロペラシャフトに用いられる摺動式等速自在継手３、３に係り、一方が駆動軸、他方が従動軸となる二つの動力伝達部材２、２の間に配置したシャフト１の両端を、動力伝達部材２、２のそれぞれに首振り自在に連結するものである。

【0042】

このシャフト１の両端に連結される一対の摺動式等速自在継手３、３は、互いに同様の構造（対称）となっているので、シャフト１の片端側の摺動式等速自在継手３について説明する。

【0043】

図２に示すように、この発明の摺動式等速自在継手３は、外輪４と、内輪５と、トルク伝達部材としてのボール６と、保持器７を備えている。

【0044】

外側継手部材としての外輪４は、大径筒部８と小径筒部９とを同軸上に一体形成した部材である。小径筒部９の内周面には、軸線方向に延びる雌スプライン溝１０が形成され、動力伝達部材２のスプライン軸１１の外周面には、この雌スプライン溝１０と係合する雄スプライン溝１２が形成されている。つまり、動力伝達部材２と外輪４は、軸線方向にスライドして着脱自在に構成されている。

【0045】

外輪４の大径筒部８は、その内部に内輪５とボール６と保持器７等を収納することができる収納空間１３を有し、大径筒部８の内周面には、軸線方向に延びる複数本のボール溝１４を周方向に等間隔に形成している。また、大径筒部８の開口端とシャフト１の間には、ゴム製等のブーツ２０がブーツバンド２０ａ、２０ｂよって装着されている。

【0046】

内側継手部材としての内輪５は、その内周面にシャフト１の端部外周面に形成した雄スプライン溝１５と係合する軸線方向に延びた雌スプライン溝１６が形成されている。そして、内輪５の内方に挿入したシャフト１の先端近傍には、シャフト１が内輪５から抜け出ないようにするための止め輪１７が装着されている。

【0047】

また、内輪５の外周面には、軸線方向に延びる複数本のボール溝１８が周方向に等間隔に形成されており、内輪５のボール溝１８と前記外輪４のボール溝１４は、対向して配置される。この内外輪４、５の対向するボール溝１４、１８によって形成されたトラックには、それぞれ１個のボール６が転動自在に組み込まれている。

【0048】

保持器７は、周方向に等間隔に複数個のポケット１９を有する。保持器７は、外輪４と内輪５との間に介装され、各ポケット１９にボール６を１個ずつ収容する。保持器７の内周面と内輪５の外周面は球面接触しており、これにより、シャフト１は作動角をとる（角度変位する）ことができる。また、ボール６が外輪４のボール溝１４に沿って転動可能となっていることにより、ボール６・シャフト１・内輪５・保持器７は一体となって、外輪４に対し軸線方向に移動する（軸方向変位する）ことができる。すなわち、摺動式等速自在継手３は、外輪４と内輪５との間で、角度変位及び軸方向変位を許容しつつトルク伝達可能に構成されている。

【0049】

また、外輪４の開口端の内周縁には、サークリップ等の止め輪３０を装着し、この止め輪３０とボール６とが干渉することにより、内輪５やシャフト１等の外輪４からの脱落を防止している。

【0050】

外輪４の収納空間１３内には、軸線方向に伸縮可能なコイルばね２１によって構成された弾性部材が内装されている。

【0051】

外輪４の大径筒部８内周面と小径筒部９の内周面とを繋ぐ段差面に形成した窪部２２には、浅皿状のエンドプレート２３が嵌合されている。

【0052】

エンドプレート２３は、図９、図１０に示すように、前記受け部材と対向する球状凹面部２３ａと、前記窪部２２に嵌合する短筒状の縁部２３ｂとからなる（図３参照）。短筒状の縁部２３ｂの外径寸法φＤ５は、窪部２２の内径寸法φＤ６よりも大きく形成されており、エンドプレート２３が外輪４の窪部２２に対して圧入される（図９、図１０）。

【0053】

コイルばね２１のエンドプレート２３側の端部には、コイルばね２１の内径部に嵌合する受け部材２４を装着している（図１参照）。

【0054】

受け部材２４は、図８及び図９を参照して説明すると、コイルばね２１の内径部に嵌合する凸部２５と、コイルばね２１の端面に当接するフランジ部２６とからなり、フランジ部２６の外面に、エンドプレート２３の球状凹面部２３ａに対向して接触案内される球状凸面部２６ａを設けている（図８）。

【0055】

エンドプレート２３の球状凹面部２３ａの曲率半径は、受け部材２４の球状凸面部２６ａの曲率半径よりも大きくすることにより、両者の摺動抵抗を小さくすることが可能である。

【0056】

また、受け部材２４の球状凸面部２６ａは、中央に平滑端面部２６ｂを形成することにより、受け部材２４とエンドプレート２３との摺動抵抗をより小さくすることが可能である。

【0057】

シャフト１の先端には、コイルばね２１の他方の端部の内径部に挿入支持するシャフト凸部２７を設けている（図６）。

【0058】

コイルばね２１は、一端の内径部にシャフト１のシャフト凸部２７が差し込まれ、他端の内径部に受け部材２４の凸部２５が差し込まれている（図４参照）。

【0059】

受け部材２４の凸部２５は、図８に示すように、コイルばね２１の内径寸法φｄ１（図７参照）に対して締代を有するφＤ１の平滑円筒部２５ａと、平滑円筒部２５ａから先端側に向かってθの角度を持つテーパ部２５ｂとからなる。

【0060】

シャフト凸部２７の外径面は、図６に示すように、コイルばね２１の内径寸法φｄ１（図７参照）に対して締代を有するφＤ１の平滑円筒部２７ａと、平滑円筒部２７ａから先端側に向かってθの角度を持つテーパ部２７ｂとからなる。また、シャフト１の端面には、外径寸法φｄ２のコイルばね２１の端面を受ける大きさの外径寸法φＤ２の受け面部２８を設けている。

【0061】

シャフト凸部２７の平滑円筒部２７ａの径φＤ１及び受け部材２４の凸部２５の平滑円筒部２５ａの径φＤ１は、コイルばね２１の内径寸法φｄ１に対して締代、即ちφｄ１＜φＤ１に設定し、コイルばね２１とシャフト凸部２７及び受け部材２４の凸部２５を組付けることにより、シャフト凸部２７の平滑円筒部２７ａ及び受け部材２４の凸部２５の平滑円筒部２５ａにコイルばね２１が所定位置に安定して介装することが可能であり、組付状態が外観上もわかるようになる。

【0062】

また、受け部材２４のフランジ部２６の外径寸法φＤ４は、外径寸法φｄ２のコイルばね２１の端面を受ける大きさに形成されている。

【0063】

シャフト凸部２７の外径面と受け部材２４の凸部２５の外径面に、テーパ部２５ｂ及びテーパ部２７ｂを設けることにより、コイルばね２１の内径部への組付性を改善することが可能である。

【0064】

コイルばね２１の両端をシャフト凸部２７の外径面と受け部材２４の凸部２５の外径面によって支持することにより、コイルばね２１が所定位置に安定して介装することが可能であり、組付状態が外観上もわかる。したがって、コイルばね２１がシャフト凸部２７あるいは受け部材２４から脱落することがなくなり、摺動式等速自在継手３の長さを伸縮自在に弾発付勢することができる。

【0065】

受け部材２４とエンドプレート２３の材質は、金属または樹脂である。受け部材２４とエンドプレート２３の両方を金属または樹脂にしてもよいし、一方を金属にし、他方を樹脂にしてもよい。

【0066】

適用する樹脂材料としては、軽量且つ摺動部材として、耐摩擦性・摺動性・寸法安定性に優れるＰＯＭ（ポリアセタール）またはＰＡ（ナイロン）が望ましい。

【0067】

また、外輪４の材質は、機械構造用炭素鋼（Ｓ５３Ｃ等）またはクロムモリブデン鋼材（ＳＣＭ４２０等）を適用することができ、熱処理として高周波焼入焼戻または浸炭焼入焼戻処理を施す。

【0068】

図１及び図２の状態では、コイルばね２１の弾発付勢によって、受け部材２４の球状凸面部２６ａとエンドプレート２３の球状凹面部２３ａとは互いに圧接している。また、球状凸面部２６ａの曲率半径は、球状凹面部２３ａの曲率半径よりも小さく設定されているため、球状凸面部２６ａと球状凹面部２３ａとは、円環状に線接触する。

【0069】

なお、コイルばね２１は、圧縮した状態で外輪４に内装されている。即ち、ボール６の軸線方向の移動可能範囲、言い換えれば、摺動式等速自在継手３の摺動ストロークの全範囲において、コイルばね２１は軸線方向両側へ弾発力を付与可能な状態にある。

【0070】

二つの動力伝達部材が角度(作動角)をなした状態、つまり、作動角０°の状態から、図１の作動角θの状態となるとき、コイルばね２１の先端に装着した受け部材２４の球状凸面部２６ａが、外輪４のエンドプレート２３の球状凹面部２３ａ上を摺動する。球状凹面部２３ａに対し、受け部材２４の球状凸面部２６ａが円環状に線接触することにより、円滑でかつ安定した摺動運動が行われる。一方、コイルばね２１は軸線方向に平行に配置され、安定姿勢に保持される。

【0071】

このように、シャフト１が動力伝達部材２に対し首振りしても、コイルばね２１は常に安定姿勢に保持されるので、安定したトルク伝達を実現できる。

【0072】

次に、シャフト１の両端に付設した摺動式等速自在継手３を、所定間隔で離間した二つの動力伝達部材に取り付ける方法について説明する。

【0073】

まず、図３に示すように、内輪５、ボール６及び保持器７を組立て、シャフト１の先端に内輪５が抜け出ないように止め輪１７で止め、外輪４の窪部２２にエンドプレート２３を嵌合する。

【0074】

そして、図４に示すように、シャフト１の先端のシャフト凸部２７に、コイルばね２１の一方の端部の内径部を挿入固定すると共に、コイルばね２１の他方の端部の内径部に、受け部材２４の凸部２５を挿入固定し、外輪４の内部に内輪５を装着して摺動式等速自在継手３を組立てる。

【0075】

この後、一方の摺動式等速自在継手３の小径筒部９を、相手側の動力伝達部材２のスプライン軸１１に軸線方向にスライドさせて外嵌する（図２参照）。この状態では、一方の摺動式等速自在継手３の先端から他方の摺動式等速自在継手３の先端までの軸線方向長さは、動力伝達部材２、２相互間の間隔寸法よりも長い。そこで、図５に示すように、他方の摺動式等速自在継手３に、軸線方向の押圧力Ａを付与し、両方の摺動式等速自在継手３内のコイルばね２１を圧縮した状態にする。つまり、押圧力Ａを付与してコイルばね２１を圧縮することで、摺動式等速自在継手３、３の各先端相互間の軸線方向長さを、動力伝達部材２、２相互間の間隔寸法よりも短くすることができる。そして、他方の摺動式等速自在継手３の小径筒部９を、相手側の動力伝達部材２のスプライン軸１１に軸線方向にスライドして外嵌し、取付作業を完了する。

【0076】

取付完了状態では、図１及び図２に示すように、コイルばね２１の弾発付勢によって、摺動式等速自在継手３の外輪４は相手側の動力伝達部材２へ押し当てられ、摺動式等速自在継手３と動力伝達部材２との嵌め合いを保持する。また、シャフト１は両端のコイルばね２１、２１の向かい合う弾発力の釣り合った位置で保持される。

【0077】

なお、上述の取付方法に限らず、例えば、両側の摺動式等速自在継手３、３をシャフト１側へ押圧して軸線方向に短くし、その後、各摺動式等速自在継手３、３を動力伝達部材２、２に順次ないし同時に外嵌してもよい。

【0078】

また、取付完了した摺動式等速自在継手３を動力伝達部材２から取り外す方法は、上述した取付時の手順と逆手順で行えばよいので説明を省略する。

【0079】

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、この発明の摺動式等速自在継手を、シャフトの両端でなく、片端のみに連結してもよい。

【符号の説明】

【0080】

１ ：シャフト
２ ：動力伝達部材
３ ：摺動式等速自在継手
４ ：外輪
５ ：内輪
６ ：ボール
７ ：保持器
８ ：大径筒部
９ ：小径筒部
１０ ：雌スプライン溝
１１ ：スプライン軸
１２ ：雄スプライン溝
１３ ：収納空間
１４ ：ボール溝
１５ ：雄スプライン溝
１６ ：雌スプライン溝
１７ ：止め輪
１８ ：ボール溝
１９ ：ポケット
２０ ：ブーツ
２０ａ、２０ｂ ：ブーツバンド
２１ ：コイルばね
２２ ：窪部
２３ ：エンドプレート
２３ａ ：球状凹面部
２３ｂ ：縁部
２４ ：受け部材
２５ ：凸部
２５ａ ：平滑円筒部
２５ｂ ：テーパ部
２６ ：フランジ部
２６ａ ：球状凸面部
２６ｂ ：平滑端面部
２７ ：シャフト凸部
２７ａ ：平滑円筒部
２７ｂ ：テーパ部
２８ ：受け面部
３０ ：止め輪

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】