(57)【要約】【課題】端部のスプライン部（雄スプライン）の形成部における断面積減少を補うことができて、捩り強度の向上を図ることが可能な等速自在継手の外側継手部材を提供する。【解決手段】内径面にトラック溝が形成されたマウス部１１と、マウス部１１から延びる中空軸部１２とを備えた等速自在継手の外側継手部材である。中空軸部１２の反マウス部側端部に、凹凸嵌合構造Ｍを介して一体連結される軸方向短寸の中実部材２０が内嵌される。中実部材２０の外径面に軸方向に延びる凸部３１を設ける。中実部材２０を中空軸部１２の反マウス部側端部に圧入し、この圧入よって反マウス部側端部１２ｃの内径面３０の一部を押し出し及び／又は切削する。これによって、反マウス部側端部１２ｃの内径面３０に凸部３１に密着嵌合する凹部３２を軸方向に沿って形成し、凸部３１と凹部３２との嵌合接触部位３３全域が密着する凹凸嵌合構造Ｍを構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径面にトラック溝が形成されたマウス部と、このマウス部から延びる中空軸部とを備え、中空軸部の反マウス部側端部に、凹凸嵌合構造を介して一体連結される軸方向短寸の中実部材が内嵌された等速自在継手の外側継手部材であって、
中実部材の外径面に軸方向に延びる凸部を設け、中実部材を中空軸部の反マウス部側端部に圧入し、この圧入によって反マウス部側端部の内径面の一部を押し出し及び／又は切削して、反マウス部側端部の内径面に凸部に密着嵌合する凹部を軸方向に沿って形成し、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する前記凹凸嵌合構造を構成したことを特徴とする等速自在継手の外側継手部材。
【請求項２】
中実部材の外径面に複数の前記凸部を周方向に沿って所定ピッチで配設し、凸部の頂点が描く円弧の直径を、中空軸部の反マウス部側端部の内径よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項３】
前記中空軸部の反マウス部側端部の外径面には雄スプラインが形成され、前記凹凸嵌合構造の軸方向範囲は、スプライン端面からスプライン切り上がり部までの範囲としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項４】
前記中空軸部の反マウス部側端部の外径面には雄スプラインが形成されるとともに、この中空軸部の反マウス部側端部が嵌入されるサイドギアの内径面には、前記雄スプラインが嵌合する雌スプラインが形成され、前記凹凸嵌合構造の軸方向範囲は、全雌スプライン及び前記雄スプラインの切り上がり部を含めた範囲であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項５】
前記中空軸部の反マウス部側端部の内径面と中実部材の外径面との間の一部に、非嵌合部位を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項６】
前記中空軸部の反マウス部側端部の外径面には雄スプラインが形成されるとともに、この中空軸部の反マウス部側端部が嵌入されるサイドギアの内径面には、前記雄スプラインが嵌合する雌スプラインが形成され、前記非嵌合部位は、前記雄スプラインと雌スプラインとのスプライン有効嵌合範囲外であることを特徴とする請求項５に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項７】
前記中空軸部の反マウス部側端部の内径面は、圧入前においては未硬化処理面であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項８】
前記中空軸部の外径面には、中実部材圧入前に形成される熱硬化処理が施されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項９】
中実部材の圧入開始端部に、圧入を案内するガイド部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１０】
前記中空軸部の反マウス部側端部開口部に、開口側に向かって拡開するテーパ案内部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材
【請求項１１】
前記中空軸部の反マウス部側端部の内径面と中実部材の外径面との間の軸方向外端の全周をシール部材にて塞いだことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１２】
前記軸方向外端に凹状のシール塗布部を設け、このシール塗布部に前記シール部材を塗布したことを特徴とする請求項１１に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１３】
前記中空軸部は、中実部材の内嵌後において、外径面の切削加工、スプライン成形、および熱硬化処理が施されていることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１４】
前記スプライン成形は転造成形であることを特徴とする請求項１３に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１５】
前記スプライン成形はプレス成形であることを特徴とする請求項１３に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１６】
中空軸部の反マウス部側端部の全体を硬化させたことを特徴とする請求項１３〜請求項１５のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１７】
自動車のドライブシャフトに用いることを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はドライブシャフト（駆動軸）に使用される等速自在継手における外側継手部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
等速自在継手の外側継手部材としては、特許文献１に記載のような中空ステムを有するものがある。この外側継手部材は図１４に示すように、内側継手部材、ボール、ケージ（保持器）等を収容されるマウス部１と、このマウス部１から軸方向に一体的に延びるステム（中空ステム）２とを備える。
【０００３】
マウス部１は、カップ状の本体部１ａと、この本体部１ａと、この本体部１ａの底壁から突設される短寸軸部１ｂとからなり、短寸軸部１ｂに中空ステム（中空ロングステム）２を接合している。そして、中空ステム２の反マウス部側の端部の外周面に雄スプライン３が形成されている。
【０００４】
この場合、中空ステム２は、パイプ素材をスウェージング加工等により段付状に絞り加工を行い、大径側の端部端面４を短寸軸部１ｂの端面５に摩擦圧接等の接合方法を介して接合している。このように、等速自在継手の外側継手部材に中空ステムを使用する目的は、外側継手部材の長軸化に伴う捩り剛性向上及び軽量化である。
【０００５】
しかしながら、雄スプラインが形成される軸端部においては中空である。このため、中実のものと比べて疲労強度等に劣ることになる。このため、等速自在継手の外側継手部材ではないが、中空シャフトにおいて、そのシャフト内径部に、シャフトとトルク伝達可能な状態で詰め物を配置したものがある（特許文献２）。このように構成することによって、中空シャフトの特性を損ねることなく耐力を増加させることができ、疲労強度の向上を図るようにしている。この特許文献２に、中空シャフトと中実状の別部材（内嵌部材）との一体化方法として次の方法が開示されている。
【０００６】
第１の方法は、中空シャフトの中空内径面に対し、外径面にローレット加工等で凸部位を成形した内嵌部材を挿入し、その後、中空シャフト外径面を縮径方向に加締めることでこれ等部材が食い込む様に結合する方法である。
【０００７】
第２の方法は、内嵌部材の外径面あるいは中空シャフトの内径面にスプライン状凸部位を形成し、スプライン状凸部位を相手側に圧入する方法である。第３の方法は、両部材双方に予め溝加工を施し、この溝同士を嵌合させる方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−７５８２４号公報
【特許文献２】特開２００５−１１３９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記第１の方法では、セレーション嵌合のような凹凸嵌合をしていないことから結合力に乏しく、大きな繰返し応力が付与されたり、また、過大トルクが掛かった場合、この部位の結合が容易に開放されるおそれがある。すなわち、トルク伝達部材としての機能を十分発揮することができない。
【００１０】
前記第２の方法では、例えば、セレーション状凸部位を内嵌部材の外径面に形成したものでは、セレーション状凸部位が中空シャフトの内径面に圧接状となるものである。ここで圧接状とは、中空内径面にセレーション状凸部が圧入されることにより、この凸部頂点にかかる緊迫力を持った結合形態を示す。このため、このような圧接力では、第１の方法と同様、結合力が弱く、トルク伝達部材としての機能を十分発揮することができない。
【００１１】
前記第３の方法では、双方に予め凹凸部位を成形する必要があり、加工コストが嵩む。しかも、組み込む際において、スプラインの位相を合わせる必要があり、組立作業性に劣る。
【００１２】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、端部のスプライン部（雄スプライン）の形成部における断面積減少を補うことができて、捩り強度の向上を図ることが可能な等速自在継手の外側継手部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の等速自在継手の外側継手部材は、内径面にトラック溝が形成されたマウス部と、このマウス部から延びる中空軸部とを備え、中空軸部の反マウス部側端部に、凹凸嵌合構造を介して一体連結される軸方向短寸の中実部材が内嵌された等速自在継手の外側継手部材であって、中実部材の外径面に軸方向に延びる凸部を設け、中実部材を中空軸部の反マウス部側端部に圧入し、この圧入によって反マウス部側端部の内径面の一部を押し出し及び／又は切削して、反マウス部側端部の内径面に凸部に密着嵌合する凹部を軸方向に沿って形成し、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する前記凹凸嵌合構造を構成したものである。
【００１４】
本発明の等速自在継手の外側継手部材によれば、中実部材を中空軸部に圧入すれば、中空軸部に凸部に密着嵌合する凹部を軸方向に沿って形成することができる。しかも、凹凸嵌合構造は、凸部と凹部との嵌合接触部位の全体が密着しているので、この嵌合構造において、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。このため、中空軸部と中実部材とは安定した結合力にて一体化される。
【００１５】
中実部材の外径面に複数の前記凸部を周方向に沿って所定ピッチで配設し、凸部の頂点が描く円弧の直径を、中空軸部の反マウス部側端部の内径よりも大きくするのが好ましい。このように設定することによって、圧入した際には、凸部が安定して中空軸部の一部を押し出し及び／又は切削することができ、嵌合接触部位の密着性向上を図ることができる。
【００１６】
前記中空軸部の反マウス部側端部の外径面には雄スプラインが形成され、前記凹凸嵌合構造の軸方向範囲は、スプライン端面からスプライン切り上がり部までの範囲とすることができる。
【００１７】
前記中空軸部の反マウス部側端部の外径面には雄スプラインが形成されるとともに、この中空軸部の反マウス部側端部が嵌入されるサイドギアの内径面には、前記雄スプラインと嵌合する雌スプラインが形成され、前記凹凸嵌合構造の軸方向範囲は、全雌スプライン及び前記雄スプラインの切り上がり部を含めた範囲であってもよい。
【００１８】
前記中空軸部の反マウス部側端部の内径面と中実部材の外径面との間の一部に、非嵌合部位を有していてもよく、また、前記中空軸部の反マウス部側端部の外径面には雄スプラインが形成されるとともに、この中空軸部の反マウス部側端部が嵌入されるサイドギアの内径面には、前記雄スプラインが嵌合する雌スプラインが形成され、前記非嵌合部位は、前記雄スプラインと雌スプラインとのスプライン有効嵌合範囲外であるように設定できる。
【００１９】
中空軸部の反マウス部側端部の内径面は、圧入前においては未硬化処理面であるのが好ましい。このように、中空軸部の反マウス部側端部の内径面が圧入前において未硬化処理面であれば、圧入時の押し出し及び／又は切削を安定して行うことができる。
【００２０】
前記中空軸部の外径面には、中実部材圧入前に熱硬化処理が施されているものであってもよい。
【００２１】
中実部材の圧入開始端部に、圧入を案内するガイド部を設けるのが好ましい。また、前記中空軸部の反マウス部側端部開口部に、開口側に向かって拡開するテーパ案内部を設けるようにしてもよい。
【００２２】
中空軸部の反マウス部側端部の内径面と中実部材の外径面との間の軸方向外端の全周をシール部材にて塞ぐようにするのが好ましい。また、軸方向外端に凹状のシール塗布部を設け、このシール塗布部に前記シール部材を塗布するようにしてもよい。
【００２３】
また、中空軸部は、中実部材の内嵌後において、外径面の切削加工、スプライン成形、および熱硬化処理が施されていてもよい。スプライン成形は転造成形であっても、プレス成形であってもよい。中空軸部の反マウス部側端部の全体を硬化させてもよい。
【００２４】
この外側継手部材として、自動車のドライブシャフトに用いる等速自在継手の外側継手部材に使用するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の等速自在継手の外側継手部材では、中空軸部と中実部材とは安定した結合力にて一体化されるので、このシャフトに、大きな繰返し応力が付与されたり、また、過大トルクが掛かったりした場合においても、凹凸嵌合構造の結合が開放されるおそれが少なく、トルク伝達部材としての機能を安定して発揮することができる。しかも、中空軸部の中空部にトルク伝達部位を設けることになって、中空状としたこによる反マウス部側端部の断面積減少を補えることができ、捩りに対する強度向上を図ることができる。すなわち、中空軸部に中実部材を圧入するのみで、捩り強度を、安価に且つ容易に向上させることができる等速自在継手の外側継手部材を提供することができる。
【００２６】
しかも、凹部が形成される部材（中空軸部）には、スプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができて、安定した嵌合状態を維持できる。
【００２７】
凸部の頂点が描く円弧の直径を、中空軸部の反マウス部側端部の内径よりも大きく設定し、嵌合接触部位の密着性向上を図ることで、より安定した嵌合状態を維持できる。
【００２８】
凹凸嵌合構造の軸方向範囲を、雄スプラインのスプライン端面から切り上がり部までの範囲としたり、圧入により成形される全雌スプライン及び前記雄スプラインの切り上がり部を含めた範囲としたりでき、捩り応力が集中する部位（スプライン切り上がり部）の応力緩和を図ることができる。
【００２９】
中空軸部の反マウス部側端部の内径面と中実部材の外径面との間の一部に、非嵌合部位を設けることによって、中実部材の中空軸部への圧入力（挿入力）を低減することができ、組立性に優れたものとなる。また、非嵌合部位は、中空シャフト外径面に成形した前記雄スプラインと嵌合するサイドギアに成形された雌スプラインとのスプライン有効嵌合範囲外であるように設定でき、このように設定することによって、スプライン嵌合部のトルク伝達機能を損なわせない。
【００３０】
中空軸部の反マウス部側端部の内径面が圧入前において未硬化処理面であれば、圧入時の押し出し及び／又は切削を安定して行うことができ、組立作業性の向上を図ることができる。
【００３１】
中空軸部の外径面に、中実部材圧入前に熱硬化処理が施されているものであっても、中実部材の内嵌後において、中空軸部に対して、外径面の切削加工、スプライン成形、および熱硬化処理を施すようにしてもよく、この外側継手部材の加工工程の自由度が大きく、生産性に優れる。スプラインとして、転造成形やプレス成形等の既存の成形装置を用いて容易に成形でき、低コスト化を図ることができる。
【００３２】
中実部材の圧入開始端部に、圧入を案内するガイド部を設けることによって、圧入性の向上を図ることができる。また、中空軸部の反マウス部側端部開口部に、開口側に向かって拡開するテーパ案内部を設けることによって、中実部材の圧入開始時における中空軸部と中実部材との軸心合わせを高精度に行うことができる。
【００３３】
中空軸部の反マウス部側端部の内径面と中実部材の外径面との間の軸方向外端の全周をシール部材にて塞ぐようにすれば、サイドギアとスプライン嵌合しデファレンシャル装置に組み込まれた際に、中空軸部内へのグリース（潤滑剤）等の侵入を防止できる。また、凹状のシール塗布部を設けたものでは、シール部材の塗布量が安定して、密封機能の向上を図ることができる。
【００３４】
このように、本発明の外側継手部材は捩り強度の向上等を図ることができ、自動車のドライブシャフト用に最適となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の等速自在継手の外側継手部材の断面図である。
【図２】前記外側継手部材に嵌入される中実部材を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図３】前記外側継手部材に中実部材を嵌入する前の状態を示す半裁断面図である。
【図４】中空軸部に中実部材が内嵌された状態の拡大断面図である。
【図５】前記外側継手部材にサイドギアが装着されている状態の断面図である。
【図６】図５のＡ１方向矢視図である。
【図７】図５の要部拡大断面図である。
【図８】本発明の第２の等速自在継手の外側継手部材の要部断面図である。
【図９】図８のＡ２方向矢視図である。
【図１０】本発明の第３の等速自在継手の外側継手部材の要部断面図である。
【図１１】中実部材の第１変形例を用いた圧入状態の半裁断面図である。
【図１２】中実部材の第２変形例を用いた圧入状態の半裁断面図である。
【図１３】本発明の第４の等速自在継手の外側継手部材の要部断面図である。
【図１４】従来の等速自在継手の外側継手部材の半裁断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００３７】
図１に示す実施形態の等速自在継手の外側継手部材は、マウス部１１と、このマウス部から軸方向に一体的に延びる中空ステム（中空軸部）１２とを備える。この外側継手部材は、トリポード型等速自在継手の外側継手部材である。このため、マウス部１１の内径面には、周方向に沿って１２０°ピッチで配設されるトラック溝が形成されている。
【００３８】
マウス部１１は、椀状の本体部１１ａと、この本体部１１ａと、この本体部１１ａの底壁から突設される短寸軸部１１ｂとからなり、短寸軸部１１ｂに中空軸部（中空ロングステム）１２を接合している。
【００３９】
中空軸部１２は、大径部１２ａと、中径部１２ｂと、小径部１２ｃとを有し、大径部１２ａと中径部１２ｂとの間に第１テーパ部１２ｄが設けられ、中径部１２ｂと小径部１２ｃとの間に第２テーパ部１２ｅが設けられている。また、中径部１２ｂの内径と小径部１２ｃの内径とが同一に設定されるとともに、大径部１２ａの内径が、中径部１２ｂ及び小径部１２ｃの内径よりも大きく設定されている。そして、小径部１２ｃ、つまり反マウス部側端部の外径面に雄スプライン１３が形成されている。また、雄スプライン１３の端部に周方向溝１９が設けられている。
【００４０】
また、短寸軸部１１ｂは、本体部１１ａの底壁側の基部１５と、この基部１５から連設される有底短筒部１６とを有し、短寸軸部１１ｂの端面、つまり有底短筒部１６の端面１７が、大径部１２ａのマウス部側の端面１８に摩擦圧接法等の接合手段を介して接合される。ここで、摩擦圧接法とは、接合する部材（たとえば金属や樹脂など）を高速で擦り合わせ、そのとき生じる摩擦熱によって部材を軟化させると同時に圧力を加えて接合する接合方法である。
【００４１】
中空軸部１２は、同一鋼管から一体成形されたものであり、例えば、素管をその軸周りに回転させながら、高速度で直径方向に打撃して縮径させるスウェージング加工などの塑性加工により成形される。
【００４２】
外周面に雄スプライン１３が形成された小径部（反マウス部側端部）１２ｃに、凹凸嵌合構造Ｍを介して一体連結される軸方向短寸の中実部材２０が内嵌されている。凹凸嵌合構造Ｍは、図４に示すように、例えば、軸方向に延びる凸部３１と、中空軸部１２の端部１２ｃの内径面３０に形成される凹部３２とからなり、中実部材２０の凸部３１とその凸部３１に嵌合する凹部３２との嵌合接触部位３３全域が密着している。すなわち、周方向全周にわたって、凸部３１とこれに嵌合する凹部３２とがタイトフィットしている。
【００４３】
この場合、各凸部３１は、その断面が凸アール状の頂点を有する三角形状（山形状）であり、嵌合接触部位（凹部嵌合部位）３３とは範囲Ｈであり、断面における山形の中腹部から山頂にいたる範囲である。
【００４４】
ところで、前記凸部３１は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、軸方向に沿う凸部３５ａと凹部３５ｂとからなるスプライン３５を形成する。そして、スプライン３５の凸部３５ａが硬化処理されて、この凸部３５ａが凹凸嵌合構造Ｍの凸部３１となる。この熱硬化処理としては、高周波焼入れや浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。ここで、高周波焼入れとは、高周波電流の流れているコイル中に焼入れに必要な部分を入れ、電磁誘導作用により、ジュール熱を発生させて、伝導性物体を加熱する原理を応用した焼入れ方法である。また、浸炭焼入れとは、低炭素材料の表面から炭素を浸入／拡散させ、その後に焼入れ行う方法である。
【００４５】
中空軸部１２の端部１２ｃの内径面３０側においては熱硬化処理を行わない未硬化部（未焼き状態）とする。凸部３１と中空軸部１２の端部１２ｃの未硬化部との硬度差は、例えば、ＨＲＣで２０ポイント以上とする。さらに、具体的には、凸部３１の表面の硬度を５０ＨＲＣから６５ＨＲＣ程度とし、未硬化部の硬度を１０ＨＲＣから３０ＨＲＣ程度とする。
【００４６】
この際、凸部３１の突出方向中間部位が、凹部形成前の凹部形成面（この場合、端部１２ｃの内径面３０）の位置に対応する。すなわち、図３と図４に示すように、端部１２ｃの内径面３０の内径寸法ｄを、凸部３１の最大外径、つまりスプライン３５の凸部３５ａである前記凸部３１の頂部を結ぶ円の直径寸法（外接円直径）Ｄよりも小さく、凸部間の谷底（スプライン３５の凹部３５ｂの底）を結ぶ円の直径寸法Ｄ１よりも大きく設定される。すなわち、Ｄ１＜ｄ＜Ｄとされる。このため、中実部材２０の凸部３１は、少なくとも頂点から突出方向中間部位までが中空軸部１２の端部１２ｃの内径面３０に圧入される。
【００４７】
スプライン３５は、従来からの公知公用の手段である転造加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としては、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。なお、スプライン３５を形成することによって構成された凸部３１の圧入開始端面３１ａは、軸部軸線方向に対して直交する平坦面とされる。
【００４８】
次に、中空軸部１２と中実部材２０とを一体化する方法を説明する。まず、中空軸部１２の軸心と中実部材２０の軸心とを合わせた状態とする。この状態で、中空軸部１２に対して、中実部材２０を挿入（圧入）していく。この際、内径面３０の径寸法ｄと、凸部３１の直径寸法Ｄと、スプライン３５の凹部３５ｂの直径寸法Ｄ１とが前記のような関係であり、しかも、凸部３１の硬度が内径面３０の硬度よりも２０ポイント以上大きいので、中実部材２０を中空軸部１２の端部１２ｃに圧入していけば、この凸部３１が内径面３０に食い込んでいき、凸部３１が、この凸部３１が嵌合する凹部３２を、軸方向に沿って形成していくことになる。
【００４９】
この圧入は、図１に示すように、中実部材２０の端面（外端面）２０ａが中空軸部１２の端面２５に一致する状態まで行われる。これによって、図４に示すように、中実部材２０の凸部３１と、これに嵌合する凹部３２との嵌合接触部位３３の全体が密着している。すなわち、相手側の凹部形成面（この場合、中空軸部１２の内径面３０）に凸部３１の形状の転写を行うことになる。この際、凸部３１が内径面３０に食い込んでいくことによって、中空軸部１２の端部１２ｃが僅かに拡径した状態となって、凸部３１の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、端部１２ｃが元の径に戻ろうとして縮径することになる。言い換えれば、凸部３１の圧入時に端部１２ｃが径方向に弾性変形し、この弾性変形分の予圧が凸部３１の歯面（凹部嵌合部位の表面）に付与される。このため、凸部３１の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部３２に対して密着する凹凸嵌合構造Ｍを確実に形成することができる。すなわち、中実部材２０側のスプライン（雄スプライン）３５によって、端部１２ｃの内径面３０に、雄スプライン３５に密着する雌スプライン３６（図４参照）が形成される。
【００５０】
なお、中実部材２０を圧入していけば、はみ出し部が形成されることになる。ここで、はみ出し部とは、凸部３１が嵌入（嵌合）する凹部３２の容量の材料分であって、形成される凹部３２から押し出されたもの、凹部３２を形成するために切削されたもの、又は押し出されたものと切削されたものの両者等から構成される。
【００５１】
ところで、中実部材２０の中空軸部１２への圧入は、絞り加工後であってもよい。その後（圧入され、かつ絞り加工後）の加工系列は、外径旋削加工→スプライン成形→熱処理（熱硬化処理）となる。また、中実部材２０の中空軸部１２への圧入は、中空軸部１２の外径面の切削加工→スプライン成形した後でもよい。その後の加工系列は、熱処理（熱硬化処理）となる。
【００５２】
スプライン成形は、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃのスプライン１３であり、その成形は、中実部材２０の凸部３１を構成するためのスプラインと同様、転造加工、切削加工、プレス加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としては、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。熱硬化処理において硬化させる部位として、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの外表面のみであっても、中空軸部１２の端部１２ｃの肉厚全体であってもよい。また、中空軸部１２の全長に渡って熱硬化処理を施してもよい。この場合も、外表面のみであっても、肉厚全体であってもよい。
【００５３】
このように構成された外側継手部材は、図５に示すように、自動車に使用される図示省略のデファレンシャル装置のサイドギア５０に装着される。すなわち、サイドギア５０は、その内径面に雌スプライン５４が形成された筒状本体部５０ａと、この筒状本体部の反マウス部から外径方向に延びる鍔部５０ｂとからなる。鍔部５０ｂの外端面には、周方向に沿って複数の歯５１が設けられている。サイドギア５０の軸心孔５３に中空軸部１２の端部１２ｃを挿入することによって、サイドギア５０の雌スプライン５４に中空軸部１２の端部１２ｃの雄スプライン１３を嵌合させることになる。
【００５４】
ところで、デファレンシャル装置は、一般的には、入力用リングギアを有するデフケースと、このデフケース内に枢支されたピニオンギアと、出力軸に取付けられてピニオンギアと噛合する前記サイドギアとを備える。そして、ピニオンギアはリングギアの回転によって公転すると同時に自転できるようになっている。直進状態の場合、回転はリングギアに伝えられ、ピニオンギアが公転する。左右のタイヤにかかる抵抗が同じであるのでそのままピニオンギアの回転がサイドギアに伝えられ左右のドライブシャフトに同速度の回転が伝わる。ところが、カーブを曲がる場合、外側に比べ内側のタイヤの移動距離が短くなり、抵抗が大きくなる。すると、サイドギアがピニオンギアを回転させることになり、ピニオンギアは公転しながら自転も行う。これにより、自動的に左右のタイヤに回転差を与える。
【００５５】
また、反マウス部側端部１２ｃには前記したように周方向溝１９が設けられ、この周方向溝１９には止め輪５５が装着され、この止め輪５５がサイドギア５０の軸心孔５３の内径面に形成された係合部５６に係合する。
【００５６】
ところで、図５に示すように、サイドギア５０の雌スプライン５４に中空軸部１２の端部１２ｃの雄スプライン１３を嵌合させた状態においては、中実部材２０の端面（外端面）２０ａ、つまり中空軸部１２の端面２５がほぼサイドギア５０の軸心孔５３の開口端に一致し、中実部材２０の端面（内端面）２０ｂが、ほぼ中空軸部１２の中径部１２ｂに達している。このため、凹凸嵌合構造Ｍの軸方向内端縁が雄スプライン１３の切り上がり部５９よりも僅かに軸方向奥側に位置している。すなわち、図７に示すように、凹凸嵌合構造Ｍの範囲を、中実部材２０の端面（外端面）２０ａから雄スプライン１３の切り上がり部５９を含めた範囲とすることができる。
【００５７】
本発明では、中実部材２０を中空軸部１２に圧入すれば、中空軸部１２に凸部３１に密着嵌合する凹部３２を軸方向に沿って形成することができる。しかも、凹凸嵌合構造Ｍは、凸部３１と凹部３２との嵌合接触部位３３の全体が密着しているので、この嵌合構造Ｍにおいて、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。このため、中空軸部１２と中実部材２０とは安定した結合力にて一体化されるので、この中空軸部１２に、大きな繰返し応力が付与されたり、また、過大トルクが掛かったりした場合においても、凹凸嵌合構造Ｍの結合が開放されるおそれが少なく、トルク伝達部材としての機能を安定して発揮することができる。しかも、中空軸部１２の中空部にトルク伝達部位を設けることになって、中空状としたこによる反マウス部側端部（反マウス部側端部）１２ｃの断面積減少を補えることができ、捩りに対する強度向上を図ることができる。すなわち、中空軸部１２に中実部材２０を圧入するのみで、捩り強度を、安価に且つ容易に向上させることができる外側継手部材を提供することができる。
【００５８】
しかも、凹部３２が形成される部材（中空軸部）には、スプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができて、安定した嵌合状態を維持できる。
【００５９】
凸部３１の頂点が描く円弧の直径を、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの内径よりも大きく設定しているので、嵌合接触部位３３の密着性向上を図ることができ、より安定した嵌合状態を維持できる。
【００６０】
凹凸嵌合構造Ｍの範囲を、雄スプライン１３の切り上がり部５９を含めた範囲としたりでき、捩り応力が集中する部位（スプライン切り上がり部）の応力緩和を図ることができる。また、実施形態のように、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの内径面３０が圧入前において未硬化処理面であれば、圧入時の押し出し及び／又は切削を安定して行うことができ、組立作業性の向上を図ることができる。
【００６１】
次に、図８と図９は、中実部材２０の軸方向長さＡを図５に示す中実部材２０の軸方向長さＡより短く設定している。すなわち、中実部材２０の外端面２０ａが周方向溝１９に対応し、中実部材２０の内端面２０ｂが雄スプライン１３の切り上がり部５９に対応している。図５および図８に示すものでは、中実部材２０の軸方向長さＡと凹凸嵌合構造Ｍの軸方向長さＢとがほぼ同じ長さである。
【００６２】
このため、凹凸嵌合構造Ｍの範囲は、中空軸部１２とサイドギア５０のスプライン嵌合部のスプライン端面６０から雄スプライン１３の切り上がり部５９までの範囲、つまりスプライン有効嵌合部としている。このように設定することによって、中実部材２０の軸方向長さを短く設定できて外側継手部材全体の軽量化を図ることができ、しかも、中空軸部１２の中空部にトルク伝達部材を設けることができる。また、中実部材２０の軸方向長さを短く設定した分、中実部材２０の中空軸部１２に対する圧入範囲（軸方向長さ）を短くでき、圧入力の低減を図ることができ、組立作業性の向上を図ることができる。
【００６３】
次に、図１０においては、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの内径面開口部に大径部６１が設けられ、これによって、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの内径面と中実部材２０の外径面との間の非嵌合部位６２を形成している。すなわち、大径部６１の内径をｄ´とし、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの他の内径をｄとしたときに、ｄ＜ｄ´とし、非嵌合部位６２が隙間寸法ｃを持ち、且つ、内径ｄ´寸法は中実部材２０の凸部３１の頂点を結ぶ円の直径寸法Ｄ（図３と図４参照）よりも大きく設定する。また、中実部材２０の軸方向長さＡが凹凸嵌合構造Ｍの範囲の軸方向長さＢよりも長く、Ａ＞Ｂとなっている。
【００６４】
このため、図１０においても、中空軸部１２の中空部にトルク伝達部材を設けることができ、また、非嵌合部６２を持つことで、中実部材２０の中空軸部１２に対する圧入範囲（軸方向長さ）を短くでき、圧入力の低減を図ることができ、組立作業性の向上を図ることができる。
【００６５】
図１１に示す外側継手部材は、中実部材２０の圧入開始端部に、圧入を案内するガイド部６５を設けている。この場合、中実部材２０の圧入開始端部に、その外径寸法が中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの内径よりも小径である小径軸部６６を設け、この小径軸部６６でもって、ガイド部６５としている。すなわち、小径軸部６６の外径寸法をＤ２とし、反マウス部側端部１２ｃの内径寸法をｄとしたときに、Ｄ２＜ｄとする。この差としては、中実部材２０の圧入の際に芯ずれせず、しかも、滑らかに圧入できる程度とされる。具体的には、小径軸部６６の外径面と反マウス部側端部１２ｃの内径面との間に形成される隙間寸法として軸部直径寸法にて０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度に設定することができる。
【００６６】
このように、中実部材２０の圧入開始端部に、圧入を案内するガイド部６５を設けることによって、圧入性の向上を図ることができる。
【００６７】
次に図１２に示す外側継手部材は、中空軸部１２の反マウス部側端部開口部に、開口側に向かって拡開するテーパ案内部７０を設けたものである。このため、圧入開始時には、中実部材２０の凸部３１の圧入開始側の端面３１ａが、テーパ案内部７０に当接した状態となる。したがって、この状態から中実部材２０の中空軸部１２に押し込んでいけば、テーパ案内部７０に案内されて、中実部材２０の軸心と中空軸部１２の軸心とが一致しながら中実部材２０は圧入されていく。
【００６８】
このように、中空軸部１２の反マウス部側端部開口部に、開口側に向かって拡開するテーパ案内部７０を設けることによって、中実部材２０の圧入開始時における中空軸部１２と中実部材２０との軸心合わせを高精度に行うことができる。
【００６９】
次に、図１３に示す外側継手部材は、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの内径面３０と中実部材２０の外径面との間の軸方向外端の全周をシール部材７５にて塞いでいる。すなわち、中空軸部１２の端部１２ｃに中実部材２０を圧入した後、この中空軸部１２の端面に、シール部材７５を構成するシール剤を、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの内径面３０と中実部材２０の外径面との軸方向外端を覆うように塗布する。シール剤は、シリコン系の液体パッキン等を用いることができる。
【００７０】
この場合、図１０に示すもの同様、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの内径面開口部に大径部６１が設けられ、これによって、中空軸部１２の反マウス部側端部１２ｃの内径面と中実部材２０の外径面との間の非嵌合部位６２を形成している。このため、この非嵌合部位６２が、軸方向外端に設けられる凹状のシール塗布部（シール剤溜り部）７６を構成し、このシール塗布部７６にシール部材を塗布することができる。
【００７１】
図１３に示すように、シール部材７５にて塞ぐようにすれば、中空軸部１２内へのグリース（潤滑剤）等の侵入を防止できる。特に、凹状のシール塗布部７６を設けたものでは、シール部材７５の塗布量が安定して、密封機能の向上を図ることができる。
【００７２】
本発明の外側継手部材は、捩り強度の向上等を図ることができ、図５、図８、図１０等に示すように、その中空軸部１２の端部１２ｃにサイドギア５０が装着され、自動車のドライブシャフト用に最適となる。
【００７３】
ところで、前記実施形態では、外側継手部材として、トリポード型の摺動式等速自在継手用であったが、他の実施形態として、ダブルオフセット型の摺動式等速自在継手用であっても、さらには、バーフィールド型やアンダーカットフリー型の固定式等速自在継手用であってもよい。
【００７４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、凸部３１の断面形状として、前記実施形態では断面三角形状であったが、他の台形形状、半円形状、半楕円形状、矩形形状等の種々の形状のものを採用でき、凸部３１の面積、数、周方向配設ピッチ等も任意に変更できる。すなわち、スプライン３５を形成し、このスプライン３５の凸部（凸歯）３５ａをもって凹凸嵌合構造Ｍの凸部３１とする必要はなく、キーのようなものであってもよく、曲線状の波型の合わせ面を形成するものであってもよい。要は、軸方向に沿って配設される凸部３１を相手側に圧入し、この凸部３１にて凸部３１に密着嵌合する凹部３２を相手側に形成することができて、凸部３１とこれに嵌合する凹部３２との嵌合接触部位３３の全体が密着すればよい。
【００７５】
凸部３１の圧入始端部のみが、凹部３２が形成される部位より硬度が高ければよいので、凸部３１の全体の硬度を高くする必要がない。また、前記実施形態では、凹凸嵌合構造Ｍにおいては、図４に示すように、周方向に隣り合う凸部３１、３１間に隙間３８が形成されるが、凸部３１全体が食い込んで隙間３８がなくなるようなものであってもよい。なお、凸部３１側と、凸部３１にて形成される凹部形成面側（中空軸部１２の内径面３０側）との硬度差としては、ＨＲＣで２０ポイント以上とするのが好ましいが、凸部３１が圧入可能であれば２０ポイント未満であってもよい。
【００７６】
凸部３１の端面（圧入始端）は前記実施形態では軸方向に対して直交する面であったが、軸方向に対して、所定角度で傾斜するものであってもよい。この場合、内径側から外径側に向かって反凸部側に傾斜しても凸部側に傾斜してもよい。
【００７７】
さらに、内径面３０に、周方向に沿って所定ピッチで配設される小凹部を設けてもよい。小凹部としては、凹部３２の容積よりも小さくする必要がある。このように小凹部を設けることによって、凸部３１の圧入性の向上を図ることができる。すなわち、小凹部を設けることによって、凸部３１の圧入時に形成されるはみ出し部の容量を減少させることができて、圧入抵抗の低減を図ることができる。なお、小凹部の形状は、半楕円状、矩形等の種々のものを採用でき、数も任意に設定できる。
【００７８】
図１２に示すように、テーパ案内部７０を形成する場合、そのテーパ角度としては、中実部材２０の圧入開始時における中空軸部１２と中実部材２０との軸心合わせが可能な範囲で種々変更することができる。また、テーパ案内部７０を形成する場合、前記実施形態では、中実部材２０に小径軸部６６を形成したものを用いたが、このような小径軸部６６を形成しないものであってもよい。
【００７９】
また、中空軸部１２の外形寸法、外形形状等としては各図例のものに限るものではなく、用いる部位に応じて種々変更することができる。また、中空軸部１２が複数個の部材が接合されてなるものであってもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１１   マウス部
１２   中空軸部
１２ｃ 反マウス部側端部（小径部）
１３   雄スプライン
２０   中実部材
３１   凸部
３２   凹部
３３   嵌合接触部位
５０   サイドギア
５４   雌スプライン
５６   係合部
５９   切り上がり部
６２   非嵌合部位
６５   ガイド部
７０   テーパ案内部
７５   シール部材
７６   シール塗布部
Ｍ     凹凸嵌合構造
【図１】
2011241922.tif 000003
【図２】
2011241922.tif 000004
【図３】
2011241922.tif 000005
【図４】
2011241922.tif 000006
【図５】
2011241922.tif 000007
【図６】
2011241922.tif 000008
【図７】
2011241922.tif 000009
【図８】
2011241922.tif 000010
【図９】
2011241922.tif 000011
【図１０】
2011241922.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2011241922.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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