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発明の名称 摺動式等速自在継手
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−10080(P2007−10080A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−193924(P2005−193924)
出願日 平成17年7月1日(2005.7.1)
代理人 【識別番号】100064584
【弁理士】
【氏名又は名称】江原 省吾
発明者 小林 正純
要約 課題
サークリップの脱着を簡単に行えるDOJタイプの摺動式等速自在継手を提供すること。

解決手段
本発明に係るDOJタイプの摺動式等速自在継手は、外側継手部材31の開口側内周面に形成された環状溝部42にサークリップ43を嵌合するとともに、サークリップ43の開口端43a、43bを内径側に屈曲させ、これにより溝部42とサークリップ43との間にサークリップ取外し用の治具の先端を挿入可能な隙間44を形成したことを特徴とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
円筒状の内周面に複数本の直線状案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外周面に複数本の直線状案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝の対で形成されるボールトラックに配された複数のボールと、ボールを収容するポケット、外側継手部材の内周面に接触案内される凸球面状の外周面、および、内側継手部材の外周面に接触案内される凹球面状の内周面を有し、かつ、外周面の球面中心と内周面の球面中心とが、継手中心に対して軸方向反対側にオフセットされたケージとを備えた摺動式等速自在継手であって、前記外側継手部材の開口側内周面に形成された環状溝部にサークリップを嵌合するとともに、前記サークリップの開口端を内径側に屈曲させて前記溝部とサークリップとの間に隙間を形成したことを特徴とする摺動式等速自在継手。
【請求項2】
サークリップの開口端を、前記外側継手部材の案内溝相互間であって案内溝から隠れる範囲に位置させたことを特徴とする請求項1の摺動式等速自在継手。
【請求項3】
サークリップの開口端を内径側にU字状に屈曲させて前記溝部とサークリップとの間に前記外側継手部材の溝部が形成された開口側内周面と継手軸線方向に連通する隙間を形成したことを特徴とする請求項1または2の摺動式等速自在継手。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、4WD(四輪駆動)車やFR(前置きエンジン後輪駆動)車等において、トランスミッションからディファレンシャルに回転駆動力を伝達するプロペラシャフト(推進軸)や、ディファレンシャルから車輪に回転駆動力を伝達するドライブシャフトに使用される摺動式等速自在継手に係り、より詳しくは、継手を分解して内部部品を取出しやすくするために、外側継手部材の開口側内周面に取付けられたスライドオーバー規制用のサークリップを容易に取外せるようにしたものである。
【背景技術】
【0002】
4WD車やFR車では、変速機(トランスミッション)と減速歯車装置(ディファレンシャル)との間の動力伝達にプロペラシャフトが使用される。例えば、FRベースの4WD車では、図6(A)のように、エンジン1の動力がトランスミッション2と動力分配装置3を介してリアプロペラシャフト4とフロントプロペラシャフト5に伝達され、さらにリアデフ6とフロントデフ7を経由して後輪8および前輪9に伝達される。プロペラシャフト4、5は等速自在継手および滑り継手を有し、トランスミッション2とディファレンシャル6、7の間の相対位置の変化による長さと角度の変化を吸収する。プロペラシャフト4、5は車両の構造や要求特性により2継手型、3継手型または4継手型などが用いられる。プロペラシャフト4、5は、衝突時の軸方向衝撃による過大な軸方向荷重が作用したとき、トランスミッション2とデフ6、7の間の軸方向変位を吸収する構造を採用したものもある。このようなプロペラシャフトでは、等速自在継手としてダブルオフセット型の摺動式等速自在継手(ダブルオフセットジョイント。以下、「DOJ」という。)が使用される(特許文献1、2参照)。
【0003】
また、図6(B)に示すように、エンジン側と駆動車輪側との間に配設されるドライブシャフト10の中間軸11は、その一端部を摺動式等速自在継手12を介してディファレンシャル13に連結する。中間軸11の他端部は、固定型等速自在継手14および車輪軸受15を介して駆動車輪16に連結する。ここでも摺動式等速自在継手12としてDOJが使用される。なお、図6(B)で17、18はブーツである。
【0004】
本発明の図1を援用してDOJを説明すると、DOJは、外側継手部材31と、内側継手部材32と、外側継手部材31および内側継手部材32の間に組み込まれた複数のボール33と、外側継手部材31と内側継手部材32との間に介在してボール33を支持するケージ34とを主要な構成要素とする。外側継手部材31は、その軸線に平行な複数の直線状案内溝35が円周方向等間隔に形成された円筒状孔36を有する。内側継手部材32は、外側継手部材31の案内溝35に対応し、かつ、軸線に平行な複数の直線状案内溝37が円周方向等間隔に形成され、かつ、部分球面状とした外周面38を有する。内側継手部材32の内径セレーション32aに、プロペラシャフトやドライブシャフトの端部が圧入嵌合される。
【0005】
ボール33は、外側継手部材31の案内溝35と内側継手部材32の案内溝37が対を成して協働形成するボールトラックに配されてトルクを伝達する。ケージ34は、ボール33を収容するポケット39を有する。内側継手部材32の外周面38ないしケージ34の内周面40は、それぞれ部分球面で構成される。この部分球面の曲率中心O1は、ボール33の中心Bを含む継手中心面Pに対して、軸線方向に距離f1だけオフセットされる。また、ケージ34の外周面41も部分球面で構成される。この部分球面の曲率中心O2は、継手中心面Pに対して軸線方向に距離f2だけオフセットされる。オフセット量f1、f2はボール中心Bに関して左右対称である。これにより、外側継手部材31と内側継手部材32との間に作動角が付与された場合、ケージ34によりボール33を作動角の二等分面上に制御して継手の等速性が維持される。また、外側継手部材31と内側継手部材32との間に角度変位がある状態でも内側継手部材32の軸方向変位がスムーズになされる。
【0006】
【特許文献1】特開平11−227478号公報
【特許文献2】実開平4−117926号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
摺動式等速自在継手は角度方向だけでなく軸方向にも変位可能なため、継手の軸方向変位の最大限をサークリップで規制する。すなわち、外側継手部材31の開口側内周面に、サークリップ43の外径φD3と外側継手部材31の内径φD1の中間に位置する段部45を内径φD2で形成し、この段部45に環状の溝部42を形成する。φD1、φD2およびφD3の大小関係は、φD1<φD2<φD3である。溝部42に図7のようなサークリップ43を装着し、サークリップ43とボール33との干渉によりボール33が外側継手部材31の案内溝35から飛び出すスライドオーバーを規制する。サークリップ43は弾性のある割リングであって、半径方向にやや縮径させて溝部42に装着すると、自己復元力で溝部42内に嵌合する。サークリップ43の開口端43c、43dは、図8のように外側継手部材31の案内溝35相互間であって案内溝35から隠れる範囲に位置させる。これは、継手がスライドアウト作動した時にボール33がサークリップ43の開口端43cまたは43dに干渉した場合、悪くするとサークリップ43が変形し、抜止力が低下したり、継手に必要なスライド量や最大作動角を確保できなくなる可能性があるからである。
【0008】
ところで、DOJは、前述のようにプロペラシャフトやドライブシャフトに使用されるが、特にプロペラシャフトの場合、DOJサブアッシー部と、外側継手部材31に溶接接合されるチューブを含めた総アッシーとでは、製造メーカーが異なる場合がある。製造メーカーが異なる場合、以下のように総アッシー組立メーカーにおいてDOJサブアッシー部がいったん分解される。
【0009】
すなわち、サブアッシーメーカーはDOJサブアッシー部を各構成部品のマッチングを適切にすることにより各種すきま等を最適にして組立てる。その後、内側継手部材32やボール33などの内部部品がばらけてしまわないように、サブアッシー部にサークリップ43を組み込んでから総アッシー組立メーカーに出荷する。総アッシー組立メーカーは、サークリップ43を取外して継手内部の内側継手部材32をボール33やケージ34を伴ったカセット状態でいったん外部に取出し、内側継手部材32の内径セレーション32aにスタブシャフトを嵌合した後、再度外側継手部材31内に組込む。サークリップ43は車両搭載後はスライドオーバー規制部材として機能する。
【0010】
なお、サブアッシー状態の内側継手部材32にスタブシャフトをそのまま嵌合すると、ケージ34に過大な荷重が加わってケージ34が破損する恐れがある。これは、内側継手部材32とスタブシャフト間は円周方向ガタを規制するため圧入設計をとっているためである。また、サブアッシー状態の外側継手部材31にそのままチューブを溶接接合すると、継手内部部品との関係でチューブの取付け精度が悪くなったり、継手内部部品に接合時の熱による悪影響が及ぶ可能性もある。以上のような理由により、総アッシー組立メーカーはサブアッシーメーカーから供給されたDOJサブアッシー部をいったん分解する。
【0011】
従来のサークリップ43は、図7のように開口両端を含めて全体が円形であるため、サークリップ43全体が溝部42内に埋まっている。このように溝部42内に埋まったサークリップ43では、一般治具でサークリップ43の開口端を係合させて引き起こしにくく、溝部42からの取出しが困難である。このため、従来からサークリップ43の取外しには特殊な専用治具が使用されるのであるが、この専用治具の取扱いが必ずしも容易ではなく、取外しに相当の手間がかかっているのが実情である。
【0012】
本発明は前記課題を解決するものであって、その目的は、サークリップの脱着を簡単に行えるDOJタイプの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】
【0013】
請求項1に係る発明は、円筒状の内周面に複数本の直線状案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外周面に複数本の直線状案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝の対で形成されるボールトラックに配された複数のボールと、ボールを収容するポケット、外側継手部材の内周面に接触案内される凸球面状の外周面、および、内側継手部材の外周面に接触案内される凹球面状の内周面を有し、かつ、外周面の球面中心と内周面の球面中心とが、継手中心に対して軸方向反対側にオフセットされたケージとを備えた摺動式等速自在継手であって、前記外側継手部材の開口側内周面に形成された環状溝部にサークリップを嵌合するとともに、前記サークリップの開口端を内径側に屈曲させて前記溝部とサークリップとの間に隙間を形成したことを特徴とする。
【0014】
これにより、サークリップの開口端に対する治具等の係合を容易にしてその脱着を容易に行なうことができる。
【0015】
請求項2に係る発明は、請求項1の発明において、サークリップの開口端を、前記外側継手部材の案内溝相互間であって案内溝から隠れる範囲に位置させたことを特徴とする。
【0016】
これにより、継手がスライドアウト作動した時でもボールがサークリップの開口端に干渉することがなく、サークリップの変形防止とその抜止力の低下防止を図れるとともに、サークリップの変形に起因する継手のスライド量や最大作動角の低下も防止できる。
【0017】
請求項3に係る発明は、請求項1または2の発明において、サークリップの開口端を内径側にU字状に屈曲させて前記溝部とサークリップとの間に前記外側継手部材の溝部が形成された開口側内周面と継手軸線方向に連通する隙間を形成したことを特徴とする。
【0018】
これにより、適当な治具の先細部をU字状屈曲部の内側に挿入し、開口端を引き起こしてサークリップを取外すことができる。このサークリップ形状は、開口端に対する治具の係合がより確実である。
【発明の効果】
【0019】
DOJタイプの摺動式等速自在継手において、スライドオーバーを規制するサークリップの開口端を内径側に屈曲した形状とすることで、サークリップの開口端に対する治具等の係合を容易にしてその脱着を容易に行なうことができ、プロペラシャフトやドライブシャフトの総アッシー組立における作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下に、本発明の実施形態に係る摺動式等速自在継手を図面に基づいて説明する。図1〜図3に示すように、本発明のDOJタイプの摺動式等速自在継手は、従来のサークリップ43の開口両端43a、43bを内径側に屈曲させたものである。これにより、サークリップ43を嵌合する溝部42と、サークリップ開口両端43a、43bとの間に三角形の隙間44が形成される。この隙間44に適当な治具の先鋭部を挿入して開口両端43a、43bのいずれか一方を内径側に引起こし、この引起こした箇所を指先で支えてサークリップ43を簡単に取外すことができる。図示例は開口両端43a、43bをともに内径側に屈曲させているが、いずれか一方の開口端43aまたは43bだけを内径側に屈曲させてもよい。
【0021】
サークリップ43の開口両端43a、43bの長さないし屈曲角度は、外側継手部材31の円筒状孔36の内径φD1よりも内側に開口端43a、43bが突出しないように設定する。これは、外側継手部材31の内径φD1から開口両端43a、43bが内側に突出すると、継手がスライドアウト作動した時にケージ34がサークリップ43の開口端43aまたは43bに引っ掛かり、必要なスライド量や最大作動角を確保することができなくなる可能性があるためである。ここで、サークリップ43の開口端43aまたは43bをケージ34だけでなくボール33にも干渉させないようにするためには、さらに、図3のようにサークリップ43の開口端43a、43bを外側継手部材31の案内溝35相互間であって案内溝35から隠れる範囲に位置させる。これは、継手がスライドアウト作動した時にボール33がサークリップ43の開口端43aまたは43bに干渉した場合、悪くするとサークリップ43が変形し、抜止力が低下したり、継手に必要なスライド量や最大作動角を確保できなくなる可能性があるからである。
【0022】
サークリップ43の開口両端は、図4のようにほぼ直角に内径側に屈曲させてもよい。このように開口両端43a’、43b’を大きく屈曲させると、治具がなくても、開口両端43a’、43b’に指先を掛けてサークリップ43を縮径させ、サークリップ43を溝部42から簡単に取外すことができる。
【0023】
図5は、サークリップ43の一方の開口端43a’’をU字状に内径側に屈曲させたものである。屈曲部の内側に、溝部42の縁ないし円筒状孔36の内周面(φD2の面)が覗くようにする。すなわち、溝部42とサークリップ43の開口端43a’’との間に、外側継手部材31の溝部42が形成された開口側内周面である段部45に対して継手軸線方向に連通する隙間46を形成するのである。これにより、適当な治具の先細部を屈曲部の内側の隙間46に挿入し、開口端43a’’を引き起こしてサークリップ43を取外すことができる。このサークリップ形状は、開口端43a’’に対する治具の係合がより確実であり、サークリップ43の取外し作業がさらに効率的になる。サークリップ43の開口端43a’’の屈曲形状の大きさは、詳しくは、外側継手部材31の円筒状孔36の内径φD1よりも内側に突出しないように設定する。これは、前述したように、外側継手部材31の内径φD1から開口端43a’’が内側に突出すると、継手がスライドアウト作動した時にケージ34がサークリップ43の開口端43a’’に引っ掛かり、必要なスライド量や最大作動角を確保することができなくなる可能性があるためである。ここで、サークリップ43の開口端43a’’をケージ34だけでなくボール33にも干渉させないようにするためには、さらに、開口端43a’’を外側継手部材31の案内溝35相互間であって案内溝35から隠れる範囲に位置させる。これは、継手がスライドアウト作動した時にボール33がサークリップ43の開口端43a’’に干渉した場合、悪くするとサークリップ43が変形し、抜止力が低下したり、継手に必要なスライド量や最大作動角を確保できなくなる可能性があるからである。なお、開口端43a’’に対向するもう一つの開口端も同様に内径側にU字状に屈曲させてもよいことは勿論である。
【0024】
摺動式等速自在継手のその他の構造は従来と同じである。すなわち、DOJは、外側継手部材31と、内側継手部材32と、外側継手部材31および内側継手部材32の間に組み込まれた複数のボール33と、外側継手部材31と内側継手部材32との間に介在してボール33を支持するケージ34とを主要な構成要素とする。
【0025】
外側継手部材31はカップ状を成し、その内側の円筒状孔36に、軸線に平行な複数の直線状案内溝35が円周方向等間隔に形成される。外側継手部材31の開口端とは反対側に、プロペラシャフトの場合はチューブが溶接接合され、ドライブシャフトの場合はディファレンシャルがボルト等で接合される。内側継手部材32は全体として円筒状を成し、その外周面38は部分球面とされる。この外周面38には、外側継手部材31の案内溝35に対応し、かつ、軸線に平行な複数の直線状案内溝37が円周方向等間隔に形成される。内側継手部材32の中心には内径セレーション32aが形成され、この内径セレーション32aにプロペラシャフトやドライブシャフトの端部が圧入嵌合される。
【0026】
ボール33は、外側継手部材31の案内溝35と内側継手部材32の案内溝37が対を成して協働して形成するボールトラックに配されてトルクを伝達する。ケージ34は、ボール33を収容するポケット39を有する。内側継手部材32の外周面38ないしケージ34の内周面40は、互いに摺動自在に嵌合する部分球面で構成される。この部分球面の曲率中心O1は、ボール33の中心Bを含む継手中心面Pに対して、軸線方向に距離f1だけオフセットされる。また、ケージ34の外周面41は外側継手部材31の円筒状孔36と摺接する部分球面で構成される。この部分球面の曲率中心O2は、継手中心面Pに対して軸線方向に距離f2だけオフセットされる。オフセット量f1、f2はボール中心Bに関して左右対称である。これにより、外側継手部材31と内側継手部材32との間に作動角が付与された時、ケージ34によりボール33を作動角の二等分面上に制御して継手の等速性が維持される。
【0027】
以上、本発明の実施形態について説明したが、サークリップの開口端を内径側に屈曲させる形状は任意であって種々の変形が可能である。また、本発明はプロペラシャフト用だけでなくドライブシャフト用の摺動式等速自在継手にも適用可能であり、継手を含むドライブシャフトのサブアッシー部や各部品を総組立メーカー等に単品供給し、供給先で総アッシーに組み立てる場合等にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明に係る摺動式等速自在継手の縦断面図。
【図2】(A)はサークリップの正面図、(B)はサークリップの開口端の拡大図。
【図3】本発明に係る摺動式等速自在継手の端面図。
【図4】本発明の変形例を示すサークリップの開口端の拡大図。
【図5】本発明の別の変形例を示すサークリップの開口端の拡大図。
【図6】(A)は4WD車の動力伝達系の概略平面図、(B)は車輪に対する動力伝達機構の断面図。
【図7】従来のサークリップの正面図。
【図8】従来の摺動式等速自在継手の端面図。
【符号の説明】
【0029】
1 エンジン
2 トランスミッション
3 動力分配装置
4 リアプロペラシャフト
5 フロントプロペラシャフト
6 リアディファレンシャル
7 フロントディファレンシャル
8 後輪
9 前輪
10 ドライブシャフト
11 中間軸
12 摺動式等速自在継手
13 ディファレンシャル
14 固定型等速自在継手
15 車輪軸受
16 駆動車輪
17、18 ブーツ
31 外側継手部材
32 内側継手部材
32a 内径セレーション
33 ボール
34 ケージ
35 直線状案内溝
36 円筒状孔
37 直線状案内溝
38 内側継手部材の外周面
39 ポケット
40 ケージの内周面
41 ケージの外周面
42 溝部
43 サークリップ
43a〜43d サークリップの開口端
44、46 隙間
45 段部
B ボール中心
P 継手中心面
1 ケージ内周面・内側継手部材外周面の曲率中心
2 ケージ外周面の曲率中心




 

 


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