(57)【要約】【課題】中空シャフトの内部を閉塞部材によって確実に封止できると共に組付性の向上を図る。【解決手段】中空シャフト１０は、中空状のパイプ材等からなるシャフト本体１２を有し、開口した両端部を閉塞するように閉塞部材１６が設けられる。この閉塞部材１６は、平面状に形成された底壁部２６と、該底壁部２６と略直交する筒状の周壁部２８とから有底筒状に形成され、前記周壁部２８は、半径外方向に向かって断面円弧状に膨出するように形成され、最も半径外方向に膨出した部位に頂部３０が形成される。そして、閉塞部材１６がシャフト本体１２に装着される際、頂部３０が第１孔部１８ａ、１８ｂの内周面に摺接しながら圧入される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に形成される空間部と、該空間部に連通し両端部の少なくとも一方に開口した孔部とを有するシャフト本体と、
前記孔部に装着され、該孔部を閉塞する閉塞部材と、
を備え、
前記閉塞部材は、前記孔部に臨む外周面が半径外方向に向かって断面円弧状に膨出して形成され、該孔部の内周面に当接することを特徴とする中空シャフト。
【請求項２】
請求項１記載の中空シャフトにおいて、
前記閉塞部材の外周面には、最も半径外方向に膨出し、前記孔部の内周面に当接する頂部が形成され、前記頂部の半径は、前記閉塞部材における外周面の最小半径に対して０．１〜１．０ｍｍだけ大きく設定されることを特徴とする中空シャフト。
【請求項３】
請求項１又は２記載の中空シャフトにおいて、
前記閉塞部材は、開口した一端部を有する有底筒状に形成され、前記孔部内において前記一端部が前記シャフト本体の端部側となるように装着されることを特徴とする中空シャフト。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の中空シャフトにおいて、
前記シャフト本体には、前記孔部の端部に形成され、該孔部より小径に形成された空間部との境界部に段差部が形成されることを特徴とする中空シャフト。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の中空シャフトにおいて、
前記頂部は、前記閉塞部材の軸線方向に沿った略中央部に設けられることを特徴とする中空シャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両における駆動力を駆動機構へと伝達する等速ジョイント等に用いられる中空シャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、車両においてエンジンからの動力を駆動機構へと伝達するためのドライブシャフトや等速ジョイントでは、近年、軽量化の要請からパイプ材等からなる中空シャフトが採用されている。
【０００３】
この中空シャフトは、軸線方向に貫通した中空部を内部に有し、その両端部の開口部には、金属製の栓部材からなる封止機構が装着されて封止されている。この栓部材は、底壁と周壁とから構成され、前記栓部材を開口部に圧入することにより、開口部の内周面に対して周壁が当接して閉塞している。また、中空シャフトは、中実状に形成され、弾性材料からなる栓部材で閉塞されることも知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１００７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術では、栓部材の外周面が、その軸線と略平行に形成され、且つ、開口部の内周面が軸線と略平行に形成されているため、該栓部材と開口部とを完全に密着させることが困難であり、わずかな隙間が生じる可能性がある。その結果、栓部材によって中空シャフト内の気密が保持されずに、例えば、外部から前記中空シャフトの内部へと潤滑油等が進入することが懸念される。
【０００６】
また、例えば、栓部材を開口部に対して挿入する際、該開口部の内周面に対する接触面積が大きいため、挿入時の摺動抵抗が大きくなってしまい、大きな荷重が必要とされる。その結果、中空シャフトに対する栓部材の組付作業性が低下してしまうこととなる。
【０００７】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、その内部を確実に封止できると共に、閉塞部材の組付性を向上させることが可能な中空シャフトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、内部に形成される空間部と、該空間部に連通し両端部の少なくとも一方に開口した孔部とを有するシャフト本体と、
前記孔部に装着され、該孔部を閉塞する閉塞部材と、
を備え、
前記閉塞部材は、前記孔部に臨む外周面が半径外方向に向かって断面円弧状に膨出して形成され、該孔部の内周面に当接することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、シャフト本体の端部に開口した孔部が形成され、該孔部を閉塞するように閉塞部材が装着される。そして、閉塞部材は、孔部に臨む外周面が半径外方向に向かって断面円弧状に膨出するように形成されている。
【００１０】
従って、閉塞部材を孔部に対して装着する際、該孔部の内周面に対して前記閉塞部材の外周面が全面的に接触することがなく、その一部のみが摺接しながら装着される。すなわち、閉塞部材との接触面積を低減することができる。
【００１１】
その結果、閉塞部材をシャフト本体に対して装着する際、より小さな荷重で容易に装着することができ組付性の向上を図ることができると共に、断面円弧状に膨出した外周面を確実に孔部に対して当接させることができるため、前記閉塞部材によってシャフト本体の空間部を確実に封止することができる。
【００１２】
また、閉塞部材の外周面には、最も半径外方向に膨出し、孔部の内周面に当接する頂部が形成され、前記頂部の半径を、前記閉塞部材における外周面の最小半径に対して０．１〜１．０ｍｍだけ大きく設定することにより、前記閉塞部材を孔部に装着する際の荷重を低減し、且つ、その変形を抑制することができる。
【００１３】
さらに、閉塞部材は、開口した一端部を有する有底筒状に形成され、前記孔部内において前記一端部を前記シャフト本体の端部側となるように装着することにより、例えば、シャフト本体の端部に対して後加工等を行う場合にも、前記孔部内に入り込んだ加工工具等が前記閉塞部材に接触することを回避できる。
【００１４】
さらにまた、シャフト本体には、孔部の端部に形成され、該孔部より小径に形成された空間部との境界部に段差部を形成することにより、前記孔部内において、閉塞部材が前記段差部に当接することによって係止されるため、該閉塞部材の位置決めが簡便且つ確実になされると共に、誤って空間部側へと移動してしまうことが阻止される。
【００１５】
またさらに、頂部を、閉塞部材の軸線方向に沿った略中央部に設けることにより、前記孔部内において前記閉塞部材を安定的に保持することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
すなわち、シャフト本体の孔部に装着される閉塞部材において、前記孔部に臨む前記閉塞部材の外周面が、半径外方向に向かって断面円弧状に膨出するように形成されているため、前記閉塞部材を孔部へと装着する際、該孔部の内周面に対して前記閉塞部材の外周面が全面的に接触することがなく、その接触面積が低減されるため、装着時に必要とされる荷重をより低減させることができる。その結果、シャフト本体に対する閉塞部材の組付性を向上させることができると共に、断面円弧状に膨出した外周面を確実に孔部に対して当接できるため、前記閉塞部材によってシャフト本体の空間部を確実に封止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る中空シャフトの全体縦断面図である。
【図２】図１の中空シャフトにおける端部近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図１の中空シャフトを構成する閉塞部材の外観斜視図である。
【図４】図３の閉塞部材を示す縦断面図である。
【図５】閉塞部材をシャフト本体に装着する際の荷重と、該閉塞部材における頂部の膨出量との関係を示す特性曲線図である。
【図６】変形例に係る閉塞部材が装着された中空シャフトの端部近傍を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る中空シャフトについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る中空シャフトを示す。
【００２１】
この中空シャフト１０は、図１及び図２に示されるように、中空状のパイプ材等からなるシャフト本体１２と、前記シャフト本体１２の内部に軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在する空間部１４と、前記シャフト本体１２の開口した両端部を閉塞する閉塞部材１６とを含む。
【００２２】
シャフト本体１２は、軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さで形成され、その両端部には、開口して外部と空間部１４とを連通する第１孔部１８ａ、１８ｂがそれぞれ形成されると共に、前記第１孔部１８ａ、１８ｂ同士を接続する第２孔部２０が形成される。この第１及び第２孔部１８ａ、１８ｂ、２０は、それぞれ軸線方向に沿って略一定径で形成される。
【００２３】
この第１孔部１８ａ、１８ｂの端部には、外方に向かって徐々に拡径する面取部２２がそれぞれ形成されている。なお、面取部２２は、例えば、切削工具Ｋ（図２参照）を第１孔部１８ａ、１８ｂに挿入して切削を行うことにより所定角度傾斜するように形成されると共に、第１孔部１８ａ、１８ｂの開口部に沿って環状に形成される。
【００２４】
また、第２孔部２０は、第１孔部１８ａ、１８ｂに対して半径内方向に縮径した小径で形成され、第１孔部１８ａ、１８ｂと第２孔部２０との境界部位には、段差部２４が形成されている（図２参照）。
【００２５】
閉塞部材１６は、図１〜図４に示されるように、例えば、金属製材料からなる薄板材をプレス成形することによって有底筒状に形成される。この閉塞部材１６は、平面状に形成された底壁部２６と、該底壁部２６と略直交する筒状の周壁部２８とを備え、前記周壁部２８は、断面円形状に形成された底壁部２６の外縁部から立設され、所定高さで形成されている。
【００２６】
この周壁部２８は、半径外方向に向かって断面円弧状に膨出するように形成され、例えば、最も半径外方向に膨出した頂部３０が、前記周壁部２８における軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った略中央部となるように形成される。
【００２７】
また、頂部３０は、図４に示されるように、周壁部２８において最も外周径の小さな端部２８ａに対する半径外方向への膨出量Ｃが、例えば、０．１〜１．０ｍｍとなるように設定される。
【００２８】
また、頂部３０の膨出量Ｃは、図５から諒解されるように、例えば、閉塞部材１６をシャフト本体１２の第１孔部１８ａ、１８ｂに圧入する際に要する荷重Ｅに基づいて設定される。なお、図５は、シャフト本体１２の第１孔部１８ａ、１８ｂに対して閉塞部材１６が装着される際の荷重Ｅと、該閉塞部材１６における頂部３０の膨出量Ｃとの関係を示した特性曲線図である。
【００２９】
すなわち、頂部３０の膨出量Ｃは、閉塞部材１６がシャフト本体１２に装着される際の荷重Ｅが低く、しかも、装着時における前記閉塞部材１６の変形量が少ない所定範囲Ｆ内となるように設定される。
【００３０】
なお、上述した説明では、有底筒状の閉塞部材１６を用いてシャフト本体１２の両端部がそれぞれ閉塞する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図６に示されるように、中実でブロック状に形成された閉塞部材１６ａを用いて閉塞するようにしてもよい。この場合も、閉塞部材１６ａの外周面が、半径外方向に膨出するように断面円弧状に形成され、その頂部３０が第１孔部１８ａ、１８ｂの内周面に当接するように装着される。
【００３１】
すなわち、シャフト本体１２の第１孔部１８ａ、１８ｂに挿入された際、該第１孔部１８ａ、１８ｂの内周面に摺接する頂部３０を外周面に備えた閉塞部材を用いるようにすればよい。
【００３２】
なお、閉塞部材１６が装着される第１孔部１８ａ、１８ｂの軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った長さ寸法Ｇは、閉塞部材１６の軸線方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った長さ寸法Ｄに対して長くなるように設定される（図２参照）。
【００３３】
本発明の実施の形態に係る中空シャフト１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、シャフト本体１２に対して閉塞部材１６を装着する場合について説明する。
【００３４】
先ず、その底壁部２６がシャフト本体１２側となるように閉塞部材１６を把持し、前記底壁部２６を第１孔部１８ａ、１８ｂの開口部に配置した状態で、図示しない圧入治具等を用いて前記閉塞部材１６を前記第１孔部１８ａ、１８ｂの内部へ向かって押圧する。
【００３５】
これにより、閉塞部材１６が、第１孔部１８ａ、１８ｂに沿って底壁部２６側から内部へと移動し、前記底壁部２６と周壁部２８との境界部位が、前記第１孔部１８ａ、１８ｂと第２孔部２０との段差部２４に当接することによって係止される。これにより、閉塞部材１６は、第１孔部１８ａ、１８ｂにおいて軸線方向に沿った所定位置に位置決めされた状態で装着される。
【００３６】
また、閉塞部材１６が第１孔部１８ａ、１８ｂに沿って移動する際、その周壁部２８に設けられた頂部３０のみが前記第１孔部１８ａ、１８ｂの内周面に対して当接しているため、該閉塞部材１６の外周面が全面的に前記内周面に摺接している場合と比較し、その接触面積を小さくすることが可能となり、それに伴って、摺動抵抗が小さくなるためわずかな押圧力（荷重Ｅ）で軸線方向に沿って圧入することができる。換言すれば、閉塞部材１６は、第１孔部１８ａ、１８ｂに対して頂部３０を介して周状で線接触している。
【００３７】
これにより、閉塞部材１６が、段差部２４で位置決めされ、且つ、頂部３０が第１孔部１８ａ、１８ｂの内周面に当接した状態でシャフト本体１２の所定位置に装着されているため、前記シャフト本体１２の空間部１４と外部との連通が確実に遮断され、該空間部１４の気密が確実に保持されると共に、例えば、潤滑油等が外部から前記空間部１４へと浸入することも防止される。
【００３８】
以上のように、本実施の形態では、中空状に形成されたシャフト本体１２の第１孔部１８ａ、１８ｂを閉塞する閉塞部材１６を設け、該閉塞部材１６の外周面を、半径外方向に膨出するように断面円弧状に形成し、最も半径外方向に膨出した頂部３０を形成することにより、前記閉塞部材１６を前記第１孔部１８ａ、１８ｂに対して圧入する際、該第１孔部１８ａ、１８ｂに対して前記頂部３０のみが摺接するため、前記第１孔部１８ａ、１８ｂと閉塞部材１６との接触面積を低減することができる。
【００３９】
その結果、閉塞部材１６をシャフト本体１２に対して装着する際、小さな荷重で容易に装着することができると共に、前記頂部３０を確実に第１孔部１８ａ、１８ｂの内周面に対して当接することができるため、前記閉塞部材１６によってシャフト本体１２の第１孔部１８ａ、１８ｂを確実に封止し、その気密性を確実に確保することが可能となる。
【００４０】
また、閉塞部材１６をシャフト本体１２の第１孔部１８ａ、１８ｂに圧入した際、該第１孔部１８ａ、１８ｂに対して小径で形成された第２孔部２０との段差部２４で前記閉塞部材１６を係止することができるため、前記第１孔部１８ａ、１８ｂ内における前記閉塞部材１６の位置決めがなされ、簡便且つ確実に前記閉塞部材１６をシャフト本体１２における所定位置に装着することが可能となる。また、閉塞部材１６が段差部２４で確実に係止されるため、該閉塞部材１６がシャフト本体１２の中心部まで進入してしまうことが確実に阻止される。すなわち、シャフト本体１２の段差部２４は、閉塞部材１６の位置決めを行う位置決め手段であり、且つ、軸線方向に沿った移動を規制するストッパとして機能するものである。
【００４１】
さらに、閉塞部材１６は、シャフト本体１２の端部側に向かって開口するように装着され、且つ、前記シャフト本体１２の端部に対して所定距離だけ内側に装着されているため、例えば、前記シャフト本体１２に閉塞部材１６の装着された状態で第１孔部１８ａ、１８ｂに面取部２２を加工しようとした場合でも、切削工具Ｋが前記閉塞部材１６と接触することがなく好適である。
【００４２】
なお、本発明に係る中空シャフトは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４３】
１０…中空シャフト                  １２…シャフト本体
１４…空間部                        １６、１６ａ…閉塞部材
１８ａ、１８ｂ…第１孔部            ２０…第２孔部
２２…面取部                        ２４…段差部
２６…底壁部                        ２８…周壁部
３０…頂部
【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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