JP2007255659A

JP2007255659A - シャフト嵌合構造

Info

Publication number: JP2007255659A
Application number: JP2006083501A
Authority: JP
Inventors: Chikaya Shinba; 千佳也榛葉
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】シャフトと被シャフト装着部材との嵌合力の調整、シャフトと被シャフト装着部材の共通化
【解決手段】このシャフト嵌合構造は、外周面に止め輪装着溝が複数形成されたシャフトと、シャフトが挿入される挿入孔が形成され、挿入孔の内周面に、シャフトの止め輪装着溝に対応した複数の止め輪係合溝が形成された被シャフト装着部材とを備え、シャフトの複数の止め輪装着溝に装着する止め輪の個数及び組み合わせを変更することによって、シャフトと被シャフト装着部材との嵌合力を調整できる。
【選択図】図１

Description

本発明はシャフトを被シャフト装着部材に嵌合させるシャフト嵌合構造に関するものであり、例えば自動車の駆動系に組み込み、非直線上に存在する回転軸同士の間で、等速に回転力の伝達を行う等速自在継手に使用される、等速自在継手のシャフト抜け防止構造として適用可能なものに関する。

例えば、自動車の駆動系等においては、シャフトの外周面に止め輪装着溝を形成し、この止め輪装着溝に、弾性的に縮径可能な止め輪を装着している。他方、被シャフト装着部材の挿入孔には、止め輪係合溝が形成されている。そして、被シャフト装着部材の挿入孔に挿入されたシャフトの止め輪が、止め輪係合溝内に弾性的に拡開することにより、止め輪を介してシャフトと被シャフト装着部材とが軸方向に係合している。すなわち、シャフトを引き抜く方向に対しては、シャフトの止め輪装着溝に装着された止め輪が止め輪係合溝に干渉してシャフトが抜けるのが防止されている。

特開平０８−６８４２６号公報には、シャフトに止め輪を装着する位置を、シャフトを内輪に差し込んだ際の根元部分とし、斯かる位置において、内輪の端面側に止め輪を縮径させるための工具係合溝を設けたものが開示されている。

実公昭６４−５１２４号公報には、止め輪が係合する止め輪係合溝の端面に面取りを形成して、止め輪を適切に縮径させて、被シャフト装着部材に配設したシール部材を傷つけることなく、シャフトの差し込みと抜き取りができるものが開示されている。なお、同公報では、等速自在継手の外輪に設けられたドライブシャフトをディファレンシャル装置に連結するものに関して記載されている。
特開平０８−６８４２６号公報実公昭６４−５１２４号公報

斯かるシャフト嵌合構造について、例えば、等速自在継手の内側継手部材とシャフトとの連結構造では、ブーツ交換等の整備工程における作業の簡素化を目的に、内側継手部材からシャフトを抜き取れる構造にすることが求められる場合がある。また、異なる事情により、斯かる連結構造において、シャフトを被シャフト装着部材から抜けない構造とすることが求められる場合もある。これらの仕様は、メーカにより、又は、車種により、要求が異なる。このため、シャフトと被シャフト装着部材の構造を同じ構造にしつつ、両方の仕様を適宜に使い分けることができれば、両方の仕様において部品を共通化することができ、部品管理工数を低減できる。

特開平０８−６８４２６号公報に記載されたものは、組み立ておよび分解が可能な構造としているが、この場合、内輪の工具係合溝の加工に時間と費用を費やさねばならなかった。

また、実公昭６４−５１２４号公報に記載されたものは、シャフトを被シャフト装着部材から抜き取る際に要する力が一定であるため、シャフトと被シャフト装着部材の嵌合力を調整できるものではない。このため、シャフトを被シャフト装着部材から抜き取れる構造と、シャフトを被シャフト装着部材から抜けない構造とでは、被シャフト装着部材の部品を変える必要があった。

本発明に係るシャフト嵌合構造は、外周面に止め輪装着溝が複数形成されたシャフトと、シャフトが挿入される挿入孔が形成され、挿入孔の内周面に、シャフトの止め輪装着溝に対応した複数の止め輪係合溝が形成された被シャフト装着部材とを備え、シャフトの複数の止め輪装着溝に装着する止め輪の個数及び組み合わせを変更することによって、シャフトと被シャフト装着部材との嵌合力を調整できる。

このシャフト嵌合構造は、シャフトと被シャフト装着部材の構造を同じ構造にしつつ、シャフトの複数の止め輪装着溝に装着する止め輪の個数及び組み合わせを変更することによって、シャフトと被シャフト装着部材との嵌合力を調整できる。従って、例えば、嵌合力を弱く設定すれば、シャフトが被シャフト装着部材から抜き取れる構造とすることができ、嵌合力を強く設定すれば、シャフトが被シャフト装着部材から抜けない構造にすることができ、両方の仕様において部品を共通化することができ、部品管理工数を低減できる。

以下、本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合構造を図面に基づいて説明する。

このシャフト嵌合構造１０は、図１に示すように、シャフト１１と、止め輪１２、１３と、被シャフト装着部材で構成されている。この実施形態では、図示は省略するが、等速自在継手の内側継手部材１４にシャフト１１を嵌合させる構造に適用したものを例示しており、被シャフト装着部材に相当する部材は等速自在継手の内側継手部材１４であり、シャフト１１に相当する部材が等速自在継手の内側継手部材１４に連結されるシャフト１１である。

シャフト１１は、外周面に止め輪装着溝２１、２２が複数形成されている。内側継手部材１４には、シャフト１１が挿入される挿入孔２３が形成されている。この実施形態では、止め輪装着溝２１、２２は、内側継手部材１４の挿入孔２３の中間部と奥部に対応するシャフト１１の先端側とシャフト１１の中間部の２箇所に設けられている。シャフト１１の端部外周面と、内側継手部材１４の挿入孔２３の内周面には、それぞれスプライン２５、２６が形成されており、斯かるスプライン２５、２６を介してトルクが伝達されるように構成している。シャフト１１の止め輪装着溝２１、２２は、斯かるシャフト１１のスプライン２５を横断して周方向に環状に形成されている。この止め輪装着溝２１、２２は、装着された止め輪１２、１３を縮径させると、止め輪１２、１３が止め輪装着溝２１、２２内に隠れ得るように、止め輪１２、１３に対して所要の深さを備えている。

また、この実施形態では、シャフト１１は、内側継手部材１４に差し込まれる位置を規定するストッパ２７を備えている。ストッパ２７は、この実施形態では、スプライン２５の基端側においてシャフト１１の外径が太くなった部位の段差により構成されている。このストッパ２７は、内側継手部材１４の挿入孔２３にシャフト１１を差し込んだ際に挿入孔２３の開口端部２８に当たって、シャフト１１が内側継手部材１４に差し込まれる位置を規定する。

止め輪１２、１３は、シャフト１１の止め輪装着溝２１、２２に弾性的に縮径可能に装着される部材である。この実施形態では、止め輪１２、１３は、断面円形で一部を切り欠いた有端リング状の部材を用いている。止め輪１２、１３は、縮径の力が付与されない状態（自由状態）において、装着された止め輪装着溝２１、２２から外周縁部が所定量露出し、縮径した状態で止め輪装着溝２１、２２の内面側へ入り込む所定の外形形状を備えている。

被シャフト装着部材としての内側継手部材１４は、シャフト１１が挿入される挿入孔２３が形成されている。内側継手部材１４の挿入孔２３の開口端部２８には、シャフト１１と内側継手部材１４を嵌合する際に、シャフト１１に装着された止め輪１２、１３が押し当たって、止め輪１２、１３を縮径させるように、面取りが施された傾斜面が形成されている。

挿入孔２３の内周面には、シャフト１１の止め輪装着溝２１、２２に対応した２つの止め輪係合溝３１、３２が形成されている。なお、この実施形態では、止め輪係合溝３１、３２は、シャフト１１の止め輪装着溝２１、２２に対応して、内側継手部材１４の挿入孔２３の２箇所（図示例では、挿入孔２３の中間部と、奥部）に形成されている。

止め輪係合溝３１、３２は、この実施形態では、内側継手部材１４の挿入孔２３の内周面に周方向に連続した溝で形成されている。止め輪係合溝３１、３２のシャフト引抜側側面３３、３４は、面取り加工により傾斜面が形成されている。挿入孔２３の中間部に形成された止め輪係合溝３１のシャフト引抜側側面３３の傾斜角αと、挿入孔２３の奥部に形成された止め輪係合溝３２のシャフト引抜側側面３４の傾斜角βはそれぞれ同じ角度としてもよいし、異なる角度としてもよい。

シャフト引抜側側面３３、３４はその傾斜角によっては、シャフト１１を所定以上の力で引っ張ったときに、当該止め輪係合溝３１、３２に嵌まった止め輪１２、１３を、シャフト引抜側側面３３、３４に沿って縮径させて、止め輪係合溝３１、３２から離脱させる構造にすることが可能である。また、シャフト引抜側側面３３、３４の傾斜をきつくすれば、シャフト１１を引っ張って止め輪係合溝３１、３２に嵌まった止め輪１２、１３を縮径させるのに必要な力も大きくなる。そして、シャフト引抜側側面３３、３４が所定の傾斜より傾斜をきつくすると、シャフト１１を引っ張っても止め輪係合溝３１、３２に嵌まった止め輪１２、１３が縮径せず、シャフト１１を抜けない構造にすることができる。斯かる傾斜角は予め実験等を行って、所望の機能を奏するように設定するとよい。

この実施形態では、傾斜角αと傾斜角βは、それぞれシャフト１１を所定以上の力で引っ張ったときに、当該止め輪係合溝３１、３２に嵌まった止め輪１２、１３がシャフト引抜側側面３３、３４に当接して縮径する角度にしている。

また、挿入孔２３の中間部に形成された止め輪係合溝３１は、図２に示すように、シャフト差込側側面３５は面取り加工により傾斜面が形成されている。このシャフト差込側側面３５の傾斜角γは、シャフト１１の挿入を妨げないように、シャフト１１を所定以上の力で押し込んだときに、止め輪１３が、止め輪係合溝３１のシャフト差込側側面３５に当接して縮径し、止め輪１３が止め輪係合溝３１から離脱する程度の角度にしている。これにより、シャフト１１の先端側に装着された止め輪１３が挿入孔２３の中間部に形成された止め輪係合溝３１に嵌まった場合でも、止め輪１３をこの止め輪係合溝３１から離脱させて、シャフト１１をさらに奥に差し込むことができる。

このシャフト嵌合構造１０は、シャフト１１の複数の止め輪装着溝２１、２２に装着する止め輪１２、１３の個数及び組み合わせを変更することによって、シャフト１１と内側継手部材１４との嵌合力を調整できる。

具体的には、図３に示すように、シャフト１１の中間部に形成された止め輪装着溝２１に止め輪１２を装着してシャフト１１を挿入孔２３に挿入した場合は、シャフト１１に装着された止め輪１２は、挿入孔２３の中間部の止め輪係合溝３１に嵌まる。この場合は、シャフト１１と内側継手部材１４との嵌合力は、シャフト１１を引っ張ったときに、当該止め輪１２と止め輪係合溝３１とが干渉する力に相当する力になる。

また、図４に示すように、シャフト１１の先端部に形成された止め輪装着溝２２に止め輪１３を装着してシャフト１１を挿入孔２３に挿入した場合は、シャフト１１に装着された止め輪１３は、挿入孔２３の奥側の止め輪係合溝３２に嵌まる。この場合は、シャフト１１と内側継手部材１４との嵌合力は、シャフト１１を引っ張ったときに、当該止め輪１３と止め輪係合溝３２とが干渉する力に相当する力になる。

また、図５に示すように、シャフト１１の先端部に形成された止め輪装着溝２１、２２とシャフト１１の中間部に形成された止め輪装着溝２１、２２の両方に止め輪１２、１３を装着してシャフト１１を挿入孔２３に挿入した場合は、止め輪１２、１３が挿入孔２３の中間部の止め輪係合溝３１と奥側の止め輪係合溝３２にそれぞれ嵌まる。この場合は、両方の止め輪係合溝３１、３２に止め輪１２、１３が嵌まった状態では、シャフト１１と内側継手部材１４との嵌合力は、シャフト１１を引っ張ったときに、止め輪１２と止め輪係合溝３１とが干渉する力と、止め輪１３と止め輪係合溝３２とが干渉する力の総和に相当する力になる。

このように、このシャフト嵌合構造１０によれば、シャフト１１の複数の止め輪装着溝２１、２２に装着する止め輪１２、１３の個数及び組み合わせを変更することによって、シャフト１１と内側継手部材１４との嵌合力を調整できる。また、シャフト１１と内側継手部材１４との嵌合力を異なる設定とする場合においても、シャフト１１と内側継手部材１４の部品の共通化を図ることができ、部品管理工数を低減できる。

嵌合力は、シャフト１１に形成する止め輪装着溝２１、２２の数、内側継手部材１４の挿入孔２３に形成する止め輪係合溝３１、３２の数を増やすことで変更できる。また、シャフト１１を引っ張ったときに、止め輪１２、１３と止め輪係合溝３１、３２が干渉する力は、止め輪係合溝３１、３２のシャフト引抜側側面３３、３４の傾斜角によって変わる。

例えば、シャフト１１の複数の止め輪装着溝２１、２２に装着する止め輪１２、１３の個数及び組み合わせを変更することによって、シャフト１１と内側継手部材１４との嵌合力が変わるので、嵌合力を弱く設定すれば、シャフト１１が内側継手部材１４から抜き取れる構造とすることができ、嵌合力を強く設定すれば、シャフト１１が内側継手部材１４から抜けない構造にすることができる。すなわち、図３又は図４に示すように、いずれか一つの止め輪係合溝に止め輪が嵌まっているときは、所定以上の力で引っ張ればシャフトが抜けるが、図５に示すように、止め輪係合溝３１、３２の両方に止め輪１２、１３が嵌まっているときは、シャフト１１を引っ張っても抜けない構造にすることができる。

なお、シャフト１１に形成する止め輪装着溝２１、２２は２つ以上多く形成してもよく、それに対応して挿入孔２３に形成する止め輪係合溝３１、３２の数も増やすことができる。さらに、各止め輪係合溝はシャフト引抜側側面の傾斜角を適当に調整することができる。従って、シャフト１１に形成する止め輪装着溝２１、２２、それに対応して挿入孔２３に形成する止め輪係合溝３１、３２の数が増えれば、シャフト１１と内側継手部材１４との嵌合力の調整の自由度が向上する。

以上、本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合構造を説明したが、本発明に係るシャフト嵌合構造は上記の実施形態に限定されない。

例えば、上記の実施形態では、シャフト嵌合構造を等速自在継手の内側継手部材と、内側継手部材に取り付けられるシャフトとの嵌合構造に適用したものを例示したが、本発明に係るシャフト嵌合構造が適用される用途は、等速自在継手の内側継手部材と、内側継手部材に嵌合されるシャフトとの嵌合構造に限定されず、広くシャフトと、被シャフト装着部材との嵌合構造に適用できる。また、等速自在継手は、固定式等速自在継手に限定されることなく、ダブルオフセット型、クロスグルーブ型、トリポード型等の摺動式等速自在継手であってもよい。なお、等速自在継手の内側継手部材として、シャフトが嵌合される被シャフト装着部材としては、ダブルオフセット型やクロスグルーブ型における内側継手部材や、トリポード型の場合のトラニオンと呼ばれるものが含まれる。

また、この場合、内側継手部材（被シャフト装着部材）の挿通孔に形成する止め輪係合溝の数は２つに限らず、複数形成してもよく、これに対応して、シャフトの止め輪装着溝も複数形成するとよい。また、内側継手部材（被シャフト装着部材）の挿通孔に形成する止め輪係合溝の位置も上記の実施形態に限定されず、挿通孔の任意の位置に設けることができる。また、止め輪１２、１３の断面形状は円形に限らず、角形、台形、楕円形など、シャフトと内側継手部材を嵌合できる構造の中で、任意の形状にすることができる。

本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合構造を示す縦断側面図。本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合構造の使用状態を示す縦断側面図。本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合構造の使用状態を示す縦断側面図。本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合構造を示す縦断側面図。本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合構造を示す縦断側面図。

符号の説明

１０シャフト嵌合構造
１１シャフト
１２、１３止め輪
１４内側継手部材（被シャフト装着部材）
２１、２２止め輪装着溝
２３挿入孔
２５、２６スプライン
２７ストッパ
２８挿入孔の開口端部
３１、３２止め輪係合溝
３３、３４シャフト引抜側側面
３５シャフト差込側側面
α 傾斜角
β 傾斜角
γ 傾斜角

Claims

外周面に止め輪装着溝が複数形成されたシャフトと、
前記シャフトが挿入される挿入孔が形成され、前記挿入孔の内周面に、前記シャフトの止め輪装着溝に対応した複数の止め輪係合溝が形成された被シャフト装着部材とを備え、
前記シャフトの複数の止め輪装着溝に装着する止め輪の個数及び組み合わせを変更することによって、シャフトと被シャフト装着部材との嵌合力を調整できるシャフト嵌合構造。