(57)【要約】【課題】ドライブシャフト以外の設計変更を極力少なくし、かつ生産効率を維持しながらも、ドライブシャフトの最弱部を、ドライブシャフトの破損時に生じる振れ回りを防止可能な位置に設定可能とする。【解決手段】駆動輪側に配置した固定式等速自在継手１０と、デファレンシャルギヤ側に配置した摺動式等速自在継手３０とにスプライン嵌合で連結される中間シャフト７０に設けられた雄スプライン部７１の歯部７５のうち、スプライン嵌合の相手となる雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａに切欠き部８２が設けられる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪側に配置した固定式等速自在継手と、デファレンシャルギヤ側に配置した摺動式等速自在継手とにスプライン嵌合で連結される中間シャフトと、前記少なくとも何れか一方の等速自在継手と前記中間シャフトとの連結部を覆うブーツとを備えた車両用ドライブシャフトにおいて、
前記中間シャフトに設けられた雄スプライン部の歯部のうち、前記スプライン嵌合の相手となる雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域に切欠き部が設けられることを特徴とする車両用ドライブシャフト。
【請求項２】
前記中間シャフトは、前記雄スプライン部の基端側に位置し外径寸法が前記中間シャフトの先端側から遠ざかるにつれて増大する切上り部を有し、
前記切欠き部が、前記雄スプライン部の歯部のうち、前記雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域の軸方向中央位置よりも前記切上り部に近い側に設けられる請求項１に記載の車両用ドライブシャフト。
【請求項３】
前記雄スプライン部の歯部は、前記雄スプライン部の中心軸に対して所定の捩れ角を有する向きに延在している請求項１又は２に記載の車両用ドライブシャフト。
【請求項４】
前記切欠き部が、前記雄スプライン部の歯部のうち、前記雌スプライン部の歯部との圧接が想定される領域の軸方向中央位置よりも基端側に設けられる請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用ドライブシャフト。
【請求項５】
前記切欠き部が、前記雄スプライン部の歯部のうち、前記雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域であって、前記雄スプライン部の歯部を軸方向に分割する位置に設けられる請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用ドライブシャフト。
【請求項６】
前記中間シャフトの前記雄スプライン部のＣ量が、前記スプライン嵌合の相手となる前記何れか一方の等速自在継手の外側継手部材に設けられたステム部のＣ量よりも少ない請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用ドライブシャフト。
【請求項７】
前記中間シャフトの前記雄スプライン部が転造加工で仕上げられている請求項１〜６の何れか一項に記載の車両用ドライブシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ドライブシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両用のドライブシャフトは、デファレンシャルギヤ（以後、単にデフと称する）から駆動輪へ動力を伝達するためのもので、デフと駆動輪との相対変位を許容しながらデフから出力される回転駆動力を等速に駆動輪に伝達することを可能としている。このドライブシャフトは、通常、駆動輪側に固定式の等速自在継手、デフ側に摺動式の等速自在継手を配置し、これら等速自在継手を中間シャフトで連結することで構成されている。
【０００３】
ここで、デフと摺動式等速自在継手とは、デフのサイドギヤに設けられたスプライン嵌合孔（雌スプライン部）と、摺動式等速自在継手を構成する外側継手部材のステム部に設けられた雄スプライン部とがスプライン嵌合することにより連結されている。また、摺動式等速自在継手と中間シャフト、及び、固定式等速自在継手と中間シャフトとは、摺動式等速自在継手の内側継手部材又はトラニオンに設けられたスプライン嵌合孔（雌スプライン部）と、中間シャフトの一端に設けられた雄スプライン部、及び、固定式等速自在継手の内側継手部材に設けられたスプライン嵌合孔（雌スプライン部）と、中間シャフトの他端に設けられた雄スプライン部とがスプライン嵌合することによりそれぞれ連結されている。
【０００４】
ここで、ドライブシャフトについては、他の部品と比較し、許容強度や寸法などを細かく設定しており、車両要求性能に合わせてその仕様を選定すると、ドライブシャフトを含む駆動系の中でドライブシャフトが最弱部となる可能性がある。走行中に万が一ドライブシャフトが破損した場合、当該シャフトが振れ回ることで、周辺部品に損傷を与えるような二次的な被害を招くおそれもある。そこで、例えば特許文献１では、ドライブシャフトのデフ側端部に位置する摺動式等速自在継手の外側継手部材のステム部に、負荷トルクに対する最弱部がデフケース内となるよう、断面Ｖ字状の環状溝を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１６７７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようにデフ側端部に位置する摺動式等速自在継手の外側継手部材のステム部に最弱部を設けた場合、当該ステム部がデフケース内で破断した後においても、デフ側の摺動式等速自在継手は摺動することができるために、破断したステム部がデフケースから抜け落ちる可能性があり、好ましくない。そこで、他の手法として、中間シャフトのうちブーツ内に位置する部位を最弱部とすることが考えられる。この構成によれば、万が一中間シャフトがその最弱部で破断してもブーツを介して等速自在継手の外側継手部材と中間シャフトとがつながっているため、破断したシャフト部の振れ回りを可及的に防止することができる。
【０００７】
上述のように、中間シャフトに最弱部を設ける場合においては、負荷形態に応じて最適な部位が変動することを考慮して、最弱部の設定を行うことがある。以下、図７に示すドライブシャフト１５０を参照して説明する。なお、図７において、符号１０で示す要素は、駆動輪（図示は省略）側の等速自在継手１１０で、符号１３０で示す要素は、デフ（図示は省略）側の等速自在継手１３０である。例えば静的又は衝撃的な捩りに対する強度が問題となる場合、上述した等速自在継手１１０，１３０を連結するための中間シャフト１７０のうち断面係数が最も小さくなるブーツ１２０（１３９）内の最小平滑部１７３（１７４）（図７を参照）を最弱部とすることが考えられ、繰り返し捩りに対する強度（捩り疲労強度）が問題となる場合、断面形状が複雑で応力集中を生じ易い雄スプライン部１７１（１７２）（図７を参照）を最弱部とすることが考えられる。
【０００８】
一方で、中間シャフト１７０は、必要最小限度の捩り疲労強度を確保する目的で、Ｃ（カーボン）量０．３５〜０．４５％の炭素鋼を焼入れして使用することが多いのに対し、等速自在継手１１０（１３０）の外側継手部材１１３（１３１）は、トラック溝１１１（又はローラ案内面１３５）のうちボール１１７（又はローラユニット１３３）との接触部の寿命を確保する目的で、鋼材を焼入れした際に鋼材が潜在的に有する最大硬さが得られるように、中間シャフト１７０よりもＣ量を多くした炭素鋼（Ｃ量０．４５〜０．６０％の炭素鋼）を使用することが多い。しかしながら、雄スプライン部１７１，１７２，１２４，１４３のような複雑な断面形状を有する部位は、トルク負荷時に過大な応力集中部が生じ易く、Ｃ量が多くなるほど脆性的に破損し、強度（特に捩り疲労強度）が低下する傾向にある。そのため、同じ形状であれば、中間シャフト１７０の雄スプライン部１７１（１７２）よりもＣ量が多いステム部１２３（１４２）の雄スプライン部１２４（１４３）のほうが捩り疲労強度が低い。故に、この場合、ステム部の雄スプライン部が捩り疲労強度についての最弱部とならないように、ステム部１２３（１４２）の雄スプライン部１２４（１４３）の外径寸法Ｄ５を中間シャフト１７０の雄スプライン部１７１の外径寸法Ｄ４よりも大きくするのが一般的である。
【０００９】
ところで、車両の開発においては、例えば等速自在継手の高作動角時における要求強度に応じる目的で、ドライブシャフトの高サイズ化を検討する場合がある。ここで、量産品としての等速自在継手の構成部品は標準化されているので、例えば図８に示すように、高サイズ化された等速自在継手１１０Ｂにおいては、その構成部品となる外側継手部材１１３Ｂや内側継手部材１１６Ｂのサイズも大きくなる。これにより、内側継手部材１１６Ｂのスプライン嵌合孔（雌スプライン部１１９Ｂ）とスプライン嵌合する中間シャフト１７０Ｂの雄スプライン部１７１Ｂの外径寸法Ｄ２も大きくなる。その一方で、ドライブシャフト１５０の周辺部品のサイズはなるべく変えない設計仕様となっているため、等速自在継手１１０Ｂのサイズアップに比べてステム部１２３Ｂのサイズ（雄スプライン部１２４Ｂの外径寸法Ｄ１）は低サイズの場合の外径寸法Ｄ５（図７を参照）とほとんど変わらない。この結果、ステム部１２３Ｂの雄スプライン部１２４Ｂよりも中間シャフト１７０Ｂの雄スプライン部１７１Ｂの捩り疲労強度が大きくなり、当該雄スプライン部１７１Ｂが最弱部でなくなる事態が起こり得る。
【００１０】
例えば中間シャフト１７０の最小平滑部１７３が捩り疲労強度の最弱部になるまで最小平滑部１７３の外径寸法Ｄ３を小さくすれば、ブーツ１２０内に中間シャフト１７０の最弱部を設けることができるが、これだと、静的又は衝撃的な捩り強度が大幅に低下するおそれがあり、現実的には採用することができない。よって、ステム部１２３の雄スプライン部１２４の外径寸法Ｄ５を大きくし、又は中間シャフト１７０の雄スプライン部１７１の外径寸法Ｄ４を小さくする必要があるが、ステム部１２３の雄スプライン部１２４の外径寸法Ｄ５を大きくすると、この雄スプライン部１２４と嵌合するハブベアリングやデフの設計も見直す必要が生じる。これではドライブシャフト１５０の最弱部設計を満足させるためにドライブシャフト１５０の周辺部品も含めた大幅な設計変更が必要となり好ましくない。一方、中間シャフト１７０の雄スプライン部１７１の外径寸法Ｄ４を小さくする場合、内側継手部材１１６の種類がスプライン嵌合径違いで何種類も増えることになるため、管理工数が増え、これにより生産効率が低下する問題が生じる。また、部品の種類が増えた分だけ誤組付け（誤った組合せの部品同士を組付けるミス）が生じるリスクが高まるため、慎重な作業が必要となり、これによっても生産効率が低下するといった問題が生じる。
【００１１】
以上の実情に鑑み、本明細書では、ドライブシャフト以外の設計変更を極力少なくし、かつ生産効率を維持しながらも、ドライブシャフトの最弱部を、ドライブシャフトの破損時に生じる振れ回りを防止可能な位置に設定可能とすることを、解決すべき技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題の解決は、本発明に係るドライブシャフトによって達成される。すなわち、このドライブシャフトは、駆動輪側に配置した固定式等速自在継手と、デファレンシャルギヤ側に配置した摺動式等速自在継手とにスプライン嵌合で連結される中間シャフトと、少なくとも何れか一方の等速自在継手と中間シャフトとの連結部を覆うブーツとを備えた車両用ドライブシャフトにおいて、中間シャフトに設けられた雄スプライン部の歯部のうち、スプライン嵌合の相手となる雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域に切欠き部が設けられる点をもって特徴付けられる。なお、ここでいう「スプライン嵌合の相手となる雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域」とは、中間シャフトの雄スプライン部の歯部のうち、切欠き部がないとした場合にスプライン嵌合の相手となる雌スプライン部の歯部との嵌合が予想される領域を意味する。
【００１３】
このように、本発明に係るドライブシャフトでは、ドライブシャフトを構成する中間シャフトの雄スプライン部の歯部のうち、スプライン嵌合の相手となる雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域に切欠き部を設けるようにした。上述した領域に切欠き部を設けることで、雄スプライン部の歯部と雌スプライン部の歯部とが嵌合する面積を小さくして、その分雄スプライン部の歯部の嵌合部位に生じる応力を優先的に高めることができる。そのため、中間シャフトの雄スプライン部の外径寸法が、外側継手部材のステム部に設けられた雄スプライン部の外径寸法と同程度の場合においても、中間シャフトの雄スプライン部をドライブシャフトにおける捩り疲労強度の最弱部にすることができる。これにより、ステム部の雄スプライン部の外径寸法を大きくせずに済むので、この雄スプライン部と嵌合するハブベアリング側やデフ側の雌スプライン部の内径寸法を大きくする必要もなく、これらドライブシャフトの周辺部品に従来設計の部品を使用することができる。また、中間シャフトの側で最弱部の位置を調整することができるので、等速自在継手の内側継手部材又はトラニオンについては部品の共通化を図ることができる。その一方で、中間シャフトは車両に固有（いわば一品一様）の仕様であるため、その形状を個別に調整し易い。よって、本発明のように雄スプライン部の形状を変更したとしても個別調整の範囲内であり、全体としての生産効率、生産コストに大きな影響を与えるおそれもない。もちろん、中間シャフトの雄スプライン部に最弱部を設けることで、万が一当該部位が破損したとしても、等速自在継手の外側継手部材とシャフトとをブーツで連結した状態を保つことができる。そのため、破損後のドライブシャフトの振れ回りを防止することができ、これにより周辺部品に損傷を与えるような二次的な被害を防止することが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る車両用ドライブシャフトにおいては、中間シャフトは、雄スプライン部の基端側に位置し外径寸法が先端側から遠ざかるにつれて増大する切上り部を有し、切欠き部が、雄スプライン部の歯部のうち、雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域の軸方向中央位置よりも切上り部に近い側に設けられてもよい。なお、ここでいう雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域の「軸方向中央位置」とは、上記領域の軸方向一端までの軸方向距離と上記領域の軸方向他端までの軸方向距離とが等しい軸方向位置を意味する。
【００１５】
このように中間シャフトに切上り部を設けることで、雄スプライン部の基端側において応力集中が生じ易くなる。そのため、切欠き部を、上述した雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域のうち切上り部寄りの位置に設けることによって、雄スプライン部の切上り部側に生じる応力をさらに効果的に高めることが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る車両用ドライブシャフトにおいては、雄スプライン部の歯部は、雄スプライン部の中心軸に対して所定の捩れ角を有する向きに延在していてもよい。
【００１７】
このように雄スプライン部の歯部に捩れ角を付与することで、この雄スプライン部の歯部は特にその軸方向両端で強く押圧するように雌スプライン部の歯部と当接する。よって、この場合、切欠き部を上述のように雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域の軸方向中央位置よりも基端側に設けることで、雄スプライン部の基端側に生じる応力をさらに効果的に高めることができる。
【００１８】
また、本発明に係る車両用ドライブシャフトにおいては、切欠き部が、雄スプライン部の歯部のうち、雌スプライン部の歯部との圧接が想定される領域の軸方向中央位置よりも基端側に設けられてもよい。なお、ここでいう「雌スプライン部の歯部との圧接」とは、雄スプライン部の歯部と雌スプライン部の歯部とが互いに相応の面圧で当接した状態を意味し、嵌め合いの定義でいえば、実質的に中間嵌め以上の状態を意味する。また、ここでいう「雌スプライン部の歯部との圧接が想定される領域」とは、中間シャフトの雄スプライン部の歯部のうち、切欠き部がないとした場合にスプライン嵌合の相手となる雌スプライン部の歯部との圧接が予想される領域を意味する。
【００１９】
このように実際のスプライン嵌合においては、雄スプライン部の少なくとも一部が雌スプライン部に圧接された状態で相互に固定される。そのため、雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域の中でも特に圧接が想定される領域の基端側に切欠き部を設けることで、雄スプライン部の基端側に生じる応力をさらに効果的に高めることができる。特に、雄スプライン部の歯部が上述のように所定の捩れ角を有する場合には、中間シャフトに付与されるトルクの大きさに応じて上記圧接が想定される領域が変動する。よって、想定されるトルクに応じて切欠き部の位置及び範囲（軸方向寸法）を設定することにより、雄スプライン部の捩り疲労強度を適正に調整することが可能となる。
【００２０】
また、本発明に係る車両用ドライブシャフトにおいては、切欠き部が、雄スプライン部の歯部のうち、雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域であって、雄スプライン部の歯部を軸方向に分割する位置に設けられてもよい。
【００２１】
上記構成によれば、雄スプライン部の歯部の軸方向両端を避けて切欠き部を設けることができる。そのため、上述のように、雄スプライン部の歯部に所定の捩り角を付与した構成をとる場合に、切欠き部を雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域に設けたとしても、雄スプライン部の歯部の軸方向両端で確実に雌スプライン部との嵌合を図ることができる。よって、切欠き部を設けて雄スプライン部に最弱部を設けつつも、中間シャフトと内側継手部材等の雌スプライン部とのスプライン嵌合部における円周方向のガタを低減することが可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る車両用ドライブシャフトにおいては、中間シャフトの雄スプライン部のＣ量が、スプライン嵌合の相手となる何れか一方の等速自在継手の外側継手部材に設けられたステム部のＣ量よりも少なくてもよい。
【００２３】
本発明に係る車両用ドライブシャフトであれば、中間シャフトの雄スプライン部の外径寸法が外側継手部材のステム部の外径寸法と同程度の外径寸法であっても、中間シャフトの雄スプライン部に最弱部を設けることができる。よって、たとえ外側継手部材のステム部のＣ量を中間シャフトの雄スプライン部のＣ量よりも多くした場合であっても、外側継手部材のステム部が捩り疲労負荷に対して優先的に脆性破壊する事態を回避して、最弱部を中間シャフトの雄スプライン部に維持することができる。
【００２４】
また、本発明に係る車両用ドライブシャフトにおいては、中間シャフトの雄スプライン部が転造加工で仕上げられていてもよい。
【００２５】
本発明に係る切欠き部であれば、例えば転造加工前の段階で、切欠き部に対応する凹部を転造前形状の雄スプライン部の旋削加工時に同時に形成しておき、かつ雄スプライン部の転造加工と同時に上記凹部に転造加工を施すことで、切欠き部が付いた雄スプライン部を容易に形成することができる。雄スプライン部の形成後に切欠き部を切削加工で形成した場合、切削除去の工程が増え、バリが発生し易く、バリ取りの工程が必要となることがある。そのため、雄スプライン部の転造加工前に切欠き部のベースとなる凹部を形成しておく方が、低コストに製作できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上述べたように、本発明に係る車両用ドライブシャフトによれば、ドライブシャフト以外の設計変更を極力少なくし、かつ生産効率を維持しながらも、ドライブシャフトの最弱部を、ドライブシャフトの破損時に生じる振れ回りを防止可能な位置に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るドライブシャフトの断面図である。
【図２】図１に示す固定式等速自在継手の断面図である。
【図３】図１に示す中間シャフトの要部拡大図である。
【図４】図３に示す中間シャフトと内側継手部材とのスプライン嵌合状態を示す要部拡大図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るドライブシャフトの要部拡大図で、中間シャフトの雄スプライン部の歯部に捩れ角を付与した構成をとる場合の、中間シャフトと内側継手部材とのスプライン嵌合状態を平面視した図である。
【図６】図５に示す中間シャフトと内側継手部材とのスプライン嵌合状態を示す要部拡大図である。
【図７】従来のドライブシャフトの断面図である。
【図８】図７に示す固定式等速自在継手に比べて高サイズ化した固定式等速自在継手の断面図である。
【図９】本発明に係る切欠き部がないとした場合の中間シャフトと内側継手部材とのスプライン嵌合状態（従来のスプライン嵌合状態）を示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態に係るドライブシャフト５０の一部断面図である。このドライブシャフト５０は、駆動輪（図示は省略）側の等速自在継手１０と、デフ（図示は省略）側の等速自在継手３０と、これら等速自在継手１０，３０を連結するための中間シャフト７０とを備える。ここで、駆動輪側の等速自在継手１０は固定式等速自在継手、デフ側の等速自在継手３０は摺動式等速自在継手である。また、固定式等速自在継手１０を構成する内側継手部材１６には、中間シャフト７０の一端部７０ａが連結されると共に、摺動式等速自在継手３０を構成する内側継手部材（ここではトリポード部材３２のボス３６）には、中間シャフト７０の他端部７０ｂが連結されている。まず、ドライブシャフト５０の駆動輪側に位置する固定式等速自在継手１０の構成を説明する。
【００３０】
固定式等速自在継手１０は、図１に示すように、軸方向に伸びる円弧状のトラック溝１１が球面状内周面１２の円周方向複数箇所に形成された外側継手部材１３と、外側継手部材１３のトラック溝１１と対をなして軸方向に伸びる円弧状のトラック溝１４が球面状外周面１５の円周方向複数箇所に形成された内側継手部材１６と、外側継手部材１３のトラック溝１１と内側継手部材１６のトラック溝１４との間に介在してトルクを伝達するボール１７と、外側継手部材１３の球面状内周面１２と内側継手部材１６の球面状外周面１５との間に配設されてボール１７を保持するケージ１８とを備える。
【００３１】
また、この固定式等速自在継手１０の内側継手部材１６と、中間シャフト７０の一端部７０ａとはスプライン嵌合により相互に連結されている。この場合、内側継手部材１６の内周には、嵌合孔としての雌スプライン部１９が設けられると共に、中間シャフト７０の一端部７０ａには、雌スプライン部１９と嵌まり合う雄スプライン部７１が設けられている。
【００３２】
固定式等速自在継手１０と中間シャフト７０との間には、内側継手部材１６と中間シャフト７０の一端部７０ａとの連結部を覆うように、ブーツ２０が取付けられている。このブーツ２０は、固定式等速自在継手１０の内部に封入されたグリースなどの潤滑剤の漏れ出しを防止すると共に外部からの異物の侵入を防止する目的で設けられ、その大径側端部２１が外側継手部材１３の外周面に嵌合固定されると共に、小径側端部２２が中間シャフト７０の外周面に嵌合固定されている。
【００３３】
また、外側継手部材１３には、駆動輪側に延びるステム部２３が一体的に設けられており、このステム部２３に設けられた雄スプライン部２４と、駆動輪側の被嵌合部品に設けられた雌スプライン部（図示は省略）とが、スプライン嵌合により相互に連結されている。この雄スプライン部２４は、例えばＣ量０．４５％〜０．６０％の炭素鋼で形成される。本実施形態のように雄スプライン部２４が外側継手部材１３の一部として一体的に形成される場合、雄スプライン部２４を含む外側継手部材１３全体がＣ量０．４５％〜０．６０％の炭素鋼で形成される。また、外側継手部材１３の全体又は一部（雄スプライン部２４）が、高周波焼入れ等の熱処理により表層に熱硬化層を設けたものであってもよい。
【００３４】
次に、ドライブシャフト５０のデフ側に位置する摺動式等速自在継手３０の構成を説明する。
【００３５】
摺動式等速自在継手３０は、図１に示すように、いわゆるダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手であり、外側継手部材３１と、トリポード部材３２、及びローラユニット３３とを主に備える。
【００３６】
外側継手部材３１の内周面には、軸方向に伸びる三本の直線状トラック溝３４（図１では一本のトラック溝３４のみが表示されている。）が円周方向等間隔に形成される。各トラック溝３４は、その内側両壁に互いに対向する一対のローラ案内面３５（図１では一方のローラ案内面３５のみが表示されている。）を有する。ローラ案内面３５は円弧状断面を有し、外側継手部材３１の軸線方向に直線状に延びている。
【００３７】
トリポード部材３２は、図示は省略するが、円筒状をなすボス３６の外周面に、ボス３６の半径方向に伸びる三本の脚軸３７が円周方向等間隔（１２０°間隔）で一体的に形成されたものである。脚軸３７は、その先端がトラック溝３４の底部付近まで半径方向に延在している。ボス３６の軸孔には、中間シャフト７０の他端部７０ｂがスプライン嵌合により連結されている。この場合、ボス３６の軸孔には、嵌合孔としての雌スプライン部３８が設けられると共に、中間シャフト７０の他端部７０ｂには、雌スプライン部３８と嵌まり合う雄スプライン部７２が設けられている。
【００３８】
上記構成の摺動式等速自在継手３０においては、トリポード部材３２の脚軸３７と外側継手部材３１のローラ案内面３５とがローラユニット３３を介して二軸の回転方向に係合することにより、駆動側から従動側へ回転トルクが等速で伝達される。また、ローラユニット３３が脚軸３７に対して回転しながらローラ案内面３５上を転動することにより、外側継手部材３１とトリポード部材３２との間の相対的な軸方向変位や角度変位が許容される。
【００３９】
摺動式等速自在継手３０と中間シャフト７０との間には、トリポード部材３２（ボス３６）と中間シャフト７０の他端部７０ｂとの連結部を覆うように、ブーツ３９が取付けられている。このブーツ３９は、摺動式等速自在継手３０の内部に封入されたグリースなどの潤滑剤の漏れ出しを防止すると共に外部からの異物の侵入を防止する目的で設けられ、その大径側端部４０が外側継手部材３１の外周面に嵌合固定されると共に、小径側端部４１が中間シャフト７０の外周面に嵌合固定されている。
【００４０】
また、外側継手部材３１には、デフ側に延びるステム部４２が一体的に設けられており、このステム部４２に設けられた雄スプライン部４３と、デフ側の被嵌合部品に設けられた雌スプライン部（図示は省略）とが、スプライン嵌合により相互に連結されている。この雄スプライン部４３は、例えばＣ量０．４５％〜０．６０％の炭素鋼で形成される。本実施形態のように雄スプライン部４３が外側継手部材３１の一部として一体的に形成される場合、雄スプライン部４３を含む外側継手部材３１全体がＣ量０．４５％〜０．６０％の炭素鋼で形成される。また、外側継手部材３１の全体又は一部（雄スプライン部４３）が、高周波焼入れ等の熱処理により表層に熱硬化層を設けたものであってもよい。
【００４１】
中間シャフト７０は、凡そ軸方向に対称な形状をなすもので、その一端部７０ａに雄スプライン部７１を有すると共に、他端部７０ｂに雄スプライン部７２を有する。また、各雄スプライン部７１，７２よりも中間シャフト７０の軸方向中央に近い側には、断面形状が真円形状をなすと共に、中間シャフト７０の中で最小の外径寸法を有する最小平滑部７３，７４が設けられている。本実施形態では、ブーツ２０，３９によって、各最小平滑部７３，７４の周囲が覆われている。
【００４２】
図３は、固定式等速自在継手１０と連結する側となる中間シャフト７０の一端部７０ａを拡大して示した図である。図３に示すように、中間シャフト７０の一端部７０ａには、軸方向に延びる複数の歯部７５を円周方向の複数箇所に配置してなる雄スプライン部７１が設けられている。本実施形態では、各歯部７５は、雄スプライン部７１の中心軸Ｘに平行な向きに伸びている。
【００４３】
円周方向で隣り合う歯部７５の間には、軸方向に延びる溝部７６が歯部７５と同数設けられている。本実施形態では、雄スプライン部７１の基端側には、外径寸法が中間シャフト７０の先端側から遠ざかるにつれて増大する切上り部７７が設けられている。この切上り部７７は、例えば円弧状に滑らかに拡径する拡径面７８で構成されており、溝部７６の基端側の端部と滑らかにつながっている。この場合、各歯部７５の基端側の端部７５ａは切上り部７７の基端側の端部にまで延びている。
【００４４】
また、中間シャフト７０には、スプライン嵌合の相手となる内側継手部材１６と軸方向の基端側で当接する肩部７９が設けられると共に、内側継手部材１６と軸方向の先端側で当接する止め輪８０（図４を参照）を取付けるための取付け溝８１が設けられている。よって、図４に示すように、この中間シャフト７０の雄スプライン部７１を内側継手部材１６の内周に設けられた雌スプライン部１９に嵌合して止め輪８０を取付けた状態では、雄スプライン部７１と雌スプライン部１９とが嵌合し、かつ肩部７９と止め輪８０とにより内側継手部材１６が中間シャフト７０に対して軸方向に位置決め固定された状態となる。
【００４５】
また、中間シャフト７０の雄スプライン部７１には、歯部７５の一部を切り欠いてなる切欠き部８２が形成されている。この切欠き部８２は、中間シャフト７０の一端部７０ａと固定式等速自在継手１０の内側継手部材１６とをスプライン嵌合で連結した状態において、歯部７５のうち、内側継手部材１６の雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａ（図９において実線のハッチングで示す領域）に設けられる。すなわち、図９に示すように、歯部７５のうち、切欠き部８２がないと仮定したときに、雄スプライン部７１の歯部７５が雌スプライン部１９の歯部１９ａの軸方向所定領域（図９では軸方向全域）にわたって嵌合するものと予想される場合、この嵌合が予想される領域８３Ａ（図４において二点鎖線のハッチングで示す領域）に切欠き部８２が設けられる。
【００４６】
本実施形態では、切欠き部８２は、歯部７５の先端側から基端側に向かうにつれて外径寸法が縮小する縮径部８２ａと、縮径部８２ａとつながり切欠き部８２の中で外径寸法が最小となる底部８２ｂと、底部８２ｂとつながり歯部７５の先端側から基端側に向かうにつれて外径寸法が拡大する拡径部８２ｃとで構成される。縮径部８２ａの先端と拡径部８２ｃの基端はそれぞれ歯部７５の頂面７５ｂと連続している。なお、底部８２ｂの外径寸法は溝部７６の外径寸法よりも小さく設定されているが、スプライン嵌合の相手となる雌スプライン部１９の歯部１９ａと嵌合（干渉）しない限りにおいて、溝部７６よりも底部８２ｂの外径寸法を大きく設定してもかまわない。
【００４７】
また、本実施形態では、切欠き部８２が、雄スプライン部７１の歯部７５のうち、雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａの軸方向中央位置Ｐｃよりも切上り部７７に近い側に設けられている。具体的には、切欠き部８２の底部８２ｂ全域が歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａの軸方向中央位置Ｐｃよりも切上り部７７に近い側に設けられている。一方で、切欠き部８２よりも雄スプライン部７１の基端側には歯部７５が存在している。すなわち、この切欠き部８２は、雄スプライン部７１の歯部７５を軸方向に分割する位置に設けられている。この場合、歯部７５は切欠き部８２により軸方向の先端側領域７５ｃと、軸方向の基端側領域７５ｄとに分割された状態となる。よって、雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合領域８３も切欠き部８２により軸方向の前後に分割された状態となる。
【００４８】
なお、本実施形態のように、内側継手部材１６を肩部７９と止め輪８０とで軸方向に位置決め固定する場合、切欠き部８２の軸方向寸法（縮径部８２ａの先端位置から拡径部８２ｃの基端位置までの軸方向距離）は、止め輪８０用の取付け溝８１の軸方向寸法よりも大きい（図４を参照）。また、当然ながら、取付け溝８１は、中間シャフト７０の一端部７０ａのうち雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａから外れた位置に設けられている。
【００４９】
なお、図示は省略するが、必要に応じて、中間シャフト７０の他端部７０ｂにも、一端部７０ａと同様の構成を付与してもよく、またその際、一端部７０ａの雄スプライン部７１に設けられた切欠き部８２と同様の構成を成す切欠き部を、他端部７０ｂの雄スプライン部７２に設けてもよい。
【００５０】
上記構成の中間シャフト７０、特に雄スプライン部７１は、任意の手段で製作することが可能であり、例えば切削、転造などにより中間シャフト７０の一端部７０ａと他端部７０ｂの一方又は双方に、切欠き部８２を有する雄スプライン部７１，７２を形成することが可能である。
【００５１】
以上述べたように、すなわち本発明に係るドライブシャフト５０では、ドライブシャフト５０を構成する中間シャフト７０の雄スプライン部７１の歯部７５のうち、スプライン嵌合の相手となる雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａに切欠き部８２を設けるようにした（図４）。上述した領域８３Ａに切欠き部８２を設けることで、雄スプライン部７１の歯部７５と雌スプライン部１９の歯部とが嵌合する面積を小さくして、その分雄スプライン部７１の歯部７５の嵌合部位、特に基端側領域７５ｄのうち切上り部７７に設けられた部分の根元部Ｓに生じる応力を優先的に高めることができる。そのため、中間シャフト７０の雄スプライン部７１の外径寸法Ｄ２が、外側継手部材１３のステム部２３の雄スプライン部２４の外径寸法Ｄ１と同程度の場合においても、中間シャフト７０の雄スプライン部７１をドライブシャフト５０における捩り疲労強度の最弱部にすることができる。これにより、外側継手部材１３のステム部２３に設けられた雄スプライン部２４の外径寸法Ｄ１を大きくせずに済むので、この雄スプライン部２４と嵌合するハブベアリング側やデフ側の雌スプライン部の内径寸法を大きくする必要もなく、これらドライブシャフト５０の周辺部品に従来設計の部品を使用することができる。また、中間シャフト７０の側で最弱部の位置を調整することができるので、固定式等速自在継手１０の内側継手部材１６については部品の共通化を図ることができる。その一方で、中間シャフト７０は車両に固有（いわば一品一様）の仕様であるため、その形状を個別に調整し易い。よって、本発明のように雄スプライン部７１の形状を変更したとしても個別調整の範囲内であり、全体としての生産効率、生産コストに大きな影響を与えるおそれもない。もちろん、中間シャフト７０の雄スプライン部７１に最弱部を設けることで、万が一当該部位が破損したとしても、固定式等速自在継手の外側継手部材１３と破損した中間シャフト７０とをブーツ２０で連結した状態を保つことができる。そのため、破損後のドライブシャフト５０の振れ回りを防止することができ、これにより周辺部品に損傷を与えるような二次的な被害を防止することが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態では、中間シャフト７０に、雄スプライン部７１の基端側に位置し外径寸法が先端側から遠ざかるにつれて増大する切上り部７７を設けると共に、切欠き部８２を、雄スプライン部７１の歯部７５のうち、雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａの軸方向中央位置Ｐｃよりも切上り部７７に近い側に設けるようにした（図４）。上述のように中間シャフト７０に切上り部７７を設けることで、雄スプライン部７１の基端側において応力集中が生じ易くなる。そのため、切欠き部８２を、上述した雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａのうち切上り部７７寄りの位置に設けることによって、雄スプライン部７１の切上り部７７側に生じる応力をさらに効果的に高めることが可能となる。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態に係る車両用ドライブシャフトについて説明したが、この車両用ドライブシャフトは、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を施すことが可能である。
【００５４】
図５は、本発明の他の実施形態に係る車両用ドライブシャフトの要部拡大図を示しており、詳細には、当該ドライブシャフトを構成する中間シャフトの雄スプライン部７１Ｃの歯部７５に所定の捩れ角を付与した構成をとる場合の、中間シャフトと内側継手部材１６とのスプライン嵌合状態を平面視した図を示している。この図に示すように、本実施形態に係る中間シャフトにおいては、雄スプライン部７１Ｃの歯部７５Ｃが所定の捩れ角を有する。そのため、中間シャフト７０に所定のトルクが作用した場合、雄スプライン部７１Ｃの歯部７５Ｃは主にその軸方向両端で雌スプライン部１９の歯部１９ａと当接し、歯部１９ａからそれぞれ反力Ｆａ，Ｆｂを受ける。この場合、雄スプライン部７１Ｃの基端側は中間シャフトの先端と反対の側であり、また切上り部７７（図６を参照）が設けられていることもあって、基端側で受ける反力Ｆｂのほうが先端側で受ける反力Ｆａよりも大きい。よって、歯部７５Ｃの基端側においては、実質的に雄スプライン部７１Ｃの歯部７５Ｃと雌スプライン部１９の歯部１９ａとが圧接した状態にある。
【００５５】
このように、雄スプライン部７１Ｃの基端側の一部が雌スプライン部１９の歯部１９ａと圧接した状態で相互に固定される場合、雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａ（図４を参照）の中でも特に圧接が想定される領域８４Ａ（図６）に切欠き部８２を設けることで、より好ましくは圧接が想定される領域８４Ａの基端側に切欠き部８２を設けることで、雄スプライン部７１Ｃの基端側に生じる応力をさらに効果的に高めることができる。特に、雄スプライン部７１Ｃの歯部７５Ｃが図５に示すように所定の捩れ角を有する場合には、中間シャフトに付与されるトルクの大きさに応じて上記圧接が想定される領域８４Ａの位置及び範囲が変動する。よって、想定されるトルクに応じて切欠き部８２の位置及び範囲（軸方向寸法）を設定することにより、雄スプライン部７１Ｃの捩り疲労強度を適正に調整することが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態のように、切欠き部８２を、雄スプライン部７１Ｃの歯部７５Ｃを軸方向に分割（先端側領域７５Ｃｃと基端側領域７５Ｃｄとに分割）する位置に設けるようにすれば、雄スプライン部７１Ｃの歯部７５Ｃの軸方向両端を避けて切欠き部８２を設けることができる。そのため、上述のように、雄スプライン部７１Ｃの歯部７５Ｃに所定の捩り角を付与した構成をとる場合に、切欠き部８２を雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａ、特に圧接が想定される領域８４Ａに設けたとしても、雄スプライン部７１Ｃの歯部７５Ｃの少なくとも一部（基端側領域７５Ｃｄ）で確実に雌スプライン部との圧接を図ることができる（この場合、歯部７５Ｃの基端側領域７５Ｃｄと歯部１９ａとの間に圧接領域８４が形成される）。よって、本構成によれば、切欠き部８２を設けて雄スプライン部７１Ｃに最弱部を設けつつも、中間シャフトと内側継手部材１６の雌スプライン部１９とのスプライン嵌合部における円周方向のガタを低減することが可能となる。
【００５７】
なお、以上の説明では、切欠き部８２を、縮径部８２ａと、底部８２ｂと、拡径部８２ｃとで構成した場合を例示したが、もちろんこの形態には限られない。雌スプライン部１９の歯部１９ａとの干渉を回避可能な限りにおいて、様々な形態の切欠き部を採用することが可能である。また、切欠き部８２は雄スプライン部７１（７１Ｃ）の全ての歯部７５（７５Ｃ）に必ずしも設ける必要はなく、例えば円周方向に配置して成る複数の歯部７５（７５Ｃ）の一つおきに切欠き部８２を設けてもよい。要は、雌スプライン部１９の歯部１９ａとの嵌合が想定される領域８３Ａに一つ以上の切欠き部８２が設けられていれば、その形態及び個数、配置態様は任意である。
【符号の説明】
【００５８】
１０，１０Ｂ  固定式等速自在継手
１３，１３Ｂ  外側継手部材
１６，１６Ｂ  内側継手部材
１７   ボール
１８   ケージ
１９，１９Ｂ  雌スプライン部（内側継手部材）
１９ａ  歯部
２０，３９  ブーツ
２３，２３Ｂ，４２  ステム部
２４，２４Ｂ，４３  雄スプライン部（ステム部）
３０   摺動式等速自在継手
３１   外側継手部材
３２   トリポード部材
３３   ローラユニット
３８   雌スプライン部（トリポード部材）
５０   ドライブシャフト
７０，７０Ｂ  中間シャフト
７１，７１Ｂ，７１Ｃ，７２  雄スプライン部（中間シャフト）
７３，７４  最小平滑部
７５，７５Ｃ  歯部
７５ｄ，７５Ｃｄ  基端側領域
７６    溝部
７７    切上り部
７９    肩部
８０    止め輪
８１    取付け溝
８２    切欠き部
８２ａ  縮径部
８２ｂ  底部
８２ｃ  拡径部
８３    嵌合領域
８３Ａ  雌スプライン部の歯部との嵌合が想定される領域
８４    圧接領域
８４Ａ  雌スプライン部の歯部との圧接が想定される領域
Ｄ１，Ｄ５  外径寸法（ステム部の雄スプライン部）
Ｄ２，Ｄ４  外径寸法（中間シャフトの雄スプライン部）
Ｄ３    外径寸法（中間シャフトの最小平滑部）
Ｆａ，Ｆｂ    反力
Ｐｃ   軸方向中央位置
Ｓ     根元部
Ｘ     中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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