(57)【要約】【課題】  動力伝達部材を取り付けるために軸部に形成するストッパ面を小径にして、生産性を向上させる。【解決手段】  動力伝達部材２０にはそのスプライン孔２２の各スプライン歯２２ａの端面に当接面２３を形成し、軸部１０にはスプライン１１が形成された部分と形成されていない部分の間となる外周に円周方向に沿った溝状の不嵌合部１２を形成して、この不嵌合部のスプラインが形成されていない側となる側壁面により当接面と当接するストッパ面１３を構成する。動力伝達部材は、スプラインの先端部に装着した止め輪１４とストッパ面との間に挟んで軸線方向の移動が阻止される。ストッパ面の外径は軸部のスプラインの外径と実質的に同じまたはそれよりも小とする。各当接面とストッパ面の当接する部分は、軸部と同軸的な円錐面状とするのがよい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部の一端部にスプラインが形成され、動力伝達系の一部を構成する動力伝達部材のスプライン孔内に前記スプラインを挿入し、前記動力伝達部材から突出する前記スプラインの先端部またはその延長部に形成した環状溝に装着した止め輪により前記動力伝達部材の抜け止めを行うようにしたドライブシャフトにおいて、前記動力伝達部材には前記スプライン孔の各スプライン歯の上述のように装着された前記止め輪に当接される側とは反対側となる端面に当接面を形成し、前記軸部には前記スプラインが形成された部分と形成されていない部分の間となる外周に円周方向に沿った溝状でその底面と前記スプライン孔の歯先部との間に多少の隙間を有する不嵌合部を形成して同不嵌合部の前記スプラインが形成されていない側となる側壁面により前記当接面と当接するストッパ面を構成するとともに同ストッパ面の外径は前記軸部のスプラインの外径と実質的に同じまたはそれよりも小とし、前記止め輪を装着した状態では前記動力伝達部材を前記前記ストッパ面と止め輪の間に挟んで軸線方向の移動を阻止するよう構成したことを特徴とするドライブシャフト。
【請求項２】
請求項１に記載のドライブシャフトにおいて、前記スプライン孔の各スプライン歯の端面に形成した前記各当接面は前記スプライン孔と同軸的に形成される円錐孔の一部を構成し、前記ストッパ面は前記軸部に同軸的に形成されて前記各当接面と面状に当接される円錐面状としたことを特徴とするドライブシャフト。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のドライブシャフトにおいて、前記動力伝達部材のスプライン孔の各スプライン歯は前記軸部の不嵌合部と対応する位置となる歯先部の一部を除去して逃げ部を形成し、これにより前記不嵌合部の底面の径を増大させたことを特徴とするドライブシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の動力伝達系などに使用するドライブシャフト、特にその軸部と動力伝達部材との連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の動力伝達系などにおいては、例えば特許文献１に示すように、軸部と等速ジョイントとから構成されるドライブシャフトを介して駆動力を伝達するのが普通であり、軸部の両端には、等速ジョイントの内側部材がスプラインを介して連結されている。この内側部材（動力伝達部材）３は、通常は図７に示す部分拡大断面図のように、その内周に形成したスプライン孔３ａに、軸部１の一端部に形成したスプライン２を所定位置まで圧入して固定し、動力伝達部材３から突出する軸部１の先端部に形成した環状溝１ｃに止め輪４を装着して抜け止めしている。軸部１のスプライン２は、二点鎖線１ｂに示すように、軸部１の素材の先端部にスプライン２の外径よりも細く谷径よりも太い延長部分を形成し、この延長部分をスプライン成形用のドローイングダイスに押し込むことにより成形するものがあり、スプライン２の根本部には符号１ａに示すように多少細径の部分が残されている。またこの種の軸部は、特許文献１にも示されているように、静的強度及び疲労強度を向上させるために、平滑部（軸部）の有効硬化層深さ（焼き入れ深さ）をトルク伝達用歯部（スプライン部）の有効硬化層深さよりも大きくすることが行われている。
【０００３】
このような図７に示す従来技術の軸部１は、組み付けの直後は、軸部１のスプライン２は動力伝達部材３のスプライン孔３ａにしっかりと圧入固定されているが、この圧入部は作動中にわずかながら動くことが避けられないので、相当時間の使用後には摩耗を生じて軸線方向に摺動するようになる。このような摺動が生じても、止め輪４により動力伝達部材３が軸部１から抜けることはないが、軸部１のスプライン２の切り上がり部（止め輪４の反対側）では動力伝達部材３との干渉により疲労強度の低下が速められる。またこの摺動により作動に伴う衝撃が各部に生じる。
【０００４】
このような問題を解決するために、図８に示すように、軸部５の一端のスプライン６の根本側の細径部５ａに続く位置に円錐状のストッパ面５ｃを形成し、動力伝達部材７のスプライン孔７ａにスプライン６を圧入固定した状態ではスプライン孔７ａの一端部に形成した円錐孔状の当接面７ｃをストッパ面５ｃに当接させ、さらに環状溝５ｄに止め輪８を装着して抜け止めしたものがある。このようにすればスプライン６とスプライン孔７ａの間の圧入部に摩耗が生じても軸線方向に摺動することはないので摩耗の進行は遅くなり、また各部に衝撃を生じることもなくなる。なおスプライン孔７ａの当接面７ｃ側は、スプライン６が形成されていない細径部５ａとの干渉を防ぐために、符号７ｂに示すように、スプライン孔７ａの歯部を除いており、スプライン孔７ａの歯の端面はストッパ面５ｃと当接されてはいない。
【特許文献１】特開２０００−２４０６６９号公報（段落〔０００２〕〜〔００１０〕、図１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この図８に示す従来技術では、ストッパ面５ｃを設けているので、スプライン６に続く軸部５の一部分５ｂは、他の部分よりも大径となる。これに対しスプライン６は前述のように、ドローイングダイスに押し込むことにより形成することが多いが、このドローイングダイスは押し込み方向前側にスプライン６の外径よりわずかに大径であってある程度の長さを有する案内筒面が形成されており、これが軸部５のスプライン６に続く大径の部分５ｂに当たるので、細径部５ａの長さが大となり、その分だけスプライン６の長さが短くなり、伝達トルクが減少するという問題が生じる。この問題はスプライン６を転造により形成するようにすれば解決できるが、それには製造コストの増大を伴うという新たな問題を生じる。
【０００６】
また、自動車などのドライブシャフトの軸部では、前述のように、軸部の焼き入れ深さをスプライン部の焼き入れ深さよりも大とする必要があるので、軸部の焼き入れには、高周波熱処理装置を使用し、高周波出力の大きさ及び周波数を調整することにより焼き入れ深さの調整を行っている。この焼き入れ深さが変化する変局点は、軸部５のスプライン６に続く部分５ｂ付近に生じるが、前述のようにこの部分５ｂはスプライン６側よりも大径となり、形状が複雑に変化して熱容量も変化するので、焼き入れ深さの調整が困難になるという問題がある。本発明はこのような各問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このために、本発明の請求項１に記載のドライブシャフトは、軸部の一端部にスプラインが形成され、動力伝達系の一部を構成する動力伝達部材のスプライン孔内にスプラインを挿入し、動力伝達部材から突出するスプラインの先端部またはその延長部に形成した環状溝に装着した止め輪により動力伝達部材の抜け止めを行うようにしたドライブシャフトにおいて、動力伝達部材にはスプライン孔の各スプライン歯の上述のように装着された止め輪に当接される側とは反対側となる端面に当接面を形成し、軸部にはスプラインが形成された部分と形成されていない部分の間となる外周に円周方向に沿った溝状でその底面とスプライン孔の歯先部との間に多少の隙間を有する不嵌合部を形成してこの不嵌合部のスプラインが形成されていない側となる側壁面により当接面と当接するストッパ面を構成するとともにこのストッパ面の外径は軸部のスプラインの外径と実質的に同じまたはそれよりも小とし、止め輪を装着した状態では動力伝達部材をストッパ面と止め輪の間に挟んで軸線方向の移動を阻止するよう構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１に記載のドライブシャフトにおいて、スプライン孔の各スプライン歯の端面に形成した各当接面はスプライン孔と同軸的に形成された円錐孔の一部を構成し、ストッパ面は軸部に同軸的に形成されて各当接面と面状に当接される円錐面状とすることが好ましい。
【０００９】
また請求項１または請求項２に記載のドライブシャフトは、動力伝達部材のスプライン孔の各スプライン歯は軸部の不嵌合部と対応する位置となる歯先部の一部を除去して逃げ部を形成し、これにより不嵌合部の底面の径を増大させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、動力伝達部材にはスプライン孔の各スプライン歯の上述のように装着された止め輪に当接される側とは反対側となる端面に当接面を形成し、軸部にはスプラインが形成された部分と形成されていない部分の間となる外周に円周方向に沿った溝状でその底面とスプライン孔の歯先部との間に多少の隙間を有する不嵌合部を形成してこの不嵌合部のスプラインが形成されていない側となる側壁面により当接面と当接するストッパ面を構成するとともにこのストッパ面の外径は軸部のスプラインの外径と実質的に同じまたはそれよりも小とし、止め輪を装着した状態では動力伝達部材をストッパ面と止め輪の間に挟んで軸線方向の移動を阻止するよう構成しており、軸部と動力伝達部材を互いに連結して止め輪を装着した状態では、軸部と動力伝達部材が軸線方向に相対摺動することはないので、このような摺動に起因する疲労強度の低下や衝撃の発生が大きく減少する。
【００１１】
これに加え、請求項１の発明によれば、スプラインに続くストッパ面が形成される軸部の一部分の外径はスプラインの外径と実質的に同じまたはそれよりも小となり、この付近における軸部の外径の変化が少なくなって熱容量の変化も減少されるので、高周波熱処理装置の出力の大きさ及び周波数を調整して焼き入れ深さの調整を行うことが容易となり、生産性を高めることができる。しかしこのように、スプライン孔の各スプライン歯の端面に形成した当接面を動力伝達部材側の当接面として使用すると、これが当接される軸部側のストッパ面は軸部の一端部に形成されてスプライン孔と嵌合されるスプラインの各歯部の間に形成することになり、そのようなストッパ面の形成は極めて困難である。しかしながら請求項１の発明では、スプラインを形成した部分と形成しない部分の間となる軸部の外周に溝状の不嵌合部を形成し、この不嵌合部のスプラインが形成されていない側となる側壁面により当接面と当接するストッパ面を構成したので、ストッパ面の形成は極めて簡単になる。
【００１２】
さらに請求項１の発明によれば、スプラインに続くストッパ面が形成される軸部の部分の外径はスプラインの外径と実質的に同じまたはそれよりも小とすることができるので、押し込み方向前側にスプラインの外径よりわずかに大径である程度の長さを有する案内筒面が形成されたドローイングダイスを押し込むことにより充分な長さのスプラインを形成することができ、これにより製造コストを低下させることができる。
【００１３】
スプライン孔の各スプライン歯の端面に形成した各当接面はスプライン孔と同軸的に形成された円錐孔の一部とし、ストッパ面は軸部に同軸的に形成されて各当接面と面状に当接される円錐面状とした請求項２の発明によれば、軸部のストッパ面が形成される付近の長手方向における外径の変化の割合は緩やかになるので、高周波熱処理装置の調整による焼き入れ深さの調整は一層容易となり、生産性をさらに高めることができる。
【００１４】
また動力伝達部材のスプライン孔の各スプライン歯は軸部の不嵌合部と対応する位置となる歯先部の一部を除去して逃げ部を形成し、これにより不嵌合部の底面の径を増大させた請求項３の発明によれば、軸部のストッパ面が形成される付近の外径の変化の割合はさらに緩やかになるので、高周波熱処理装置の調整による焼き入れ深さのさらに調整は一層容易となり、生産性をさらに一層高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
先ず、図１及び図２に示す第１実施形態により、本発明によるドライブシャフトの最良の実施形態の説明をする。この第１実施形態は、軸部（一部のみを図示）の一端部に形成したスプラインにボールタイプの等速ジョイントのインナレース（動力伝達部材）を取り付け、インナレースから突出するスプラインの先端部に装着した止め輪によりインナレースの抜け止めを行うようにしたドライブシャフトに、本発明を適用したものである。
【００１６】
図１及び図２に示すように、この第１実施形態のインナレース２０には、軸部１０の一端部に形成されたスプライン１１を圧入するスプライン孔２２が同軸的に形成されている。このスプライン孔２２の各スプライン歯２２ａには、後述するように軸部１０に取り付けられた状態で、装着された止め輪１４に当接される側とは反対側となる各端面に、当接面２３がそれぞれ形成されている。この各当接面２３は、スプライン孔２２と同軸的に形成される１つの円錐孔の一部によりそれぞれ構成されている。スプライン孔２２の中心軸線に対する当接面２３の最大径は、後述するスプライン１１の歯先部１１ａの外径と実質的に同じまたはそれより多少大きくすればよい。ボールタイプの等速ジョイントのインナレース２０の外面には、トルクを伝達するボールのための軸線方向に延びる複数（６本）のボール溝２４が形成されている。
【００１７】
軸部１０は、図１及び図２に示すように、軸部の一端部にスプライン１１を同軸的に形成したものであり、スプライン１１が形成された部分と形成されていない部分の間となる外周には、円周方向に沿った溝状の不嵌合部１２が形成されている。不嵌合部１２のスプライン１１が形成されていない側となる側壁面は、スプライン孔２２と同軸的に形成されてスプライン１１側から離れるにつれて径が増大する円錐面状のストッパ面１３を構成している。この円錐面状のストッパ面１３の外径は、スプライン１１の歯先部１１ａの外径とほゞ同一である。なお、スプライン１１の谷部１１ｂは、スプライン１１の中心軸線に対し不嵌合部１２の底面より多少半径方向内側に位置している。また、スプライン１１の先端部には環状溝１０ａが形成されている。
【００１８】
この第１実施形態では、図１及び図２に示すように、軸部１０とインナレース２０は、後者のスプライン孔２２に前者のスプライン１１を、当接面２３がストッパ面１３に当接する位置まで圧入し、スプライン１１の先端部の環状溝１０ａに止め輪１４を装着して組み付ける。このように当接面２３がストッパ面１３に当接する位置まで圧入した状態では、当接面２３と反対側となるインナレース２０のスプライン孔２２の端面と環状溝１０ａに装着された止め輪１４との間の隙間は実質的に０なるように、各部の寸法関係を設定して止め輪１４による抜け止めしており、これによりインナレース２０はストッパ面１３と止め輪１４の間に挟まれて軸線方向の移動が阻止される。
【００１９】
この第１実施形態では、軸部１０とインナレース２０を圧入した場合に軸部１０側と当接して両者１０，２０間の軸線方向位置決めを行うインナレース２０側の部分は、スプライン孔２２のスプライン歯２２ａの端面に形成した当接面２３であり、この当接面２３はスプライン孔２２より半径方向外方に突出することはない。従って、軸部１０側に形成されて当接面２３と当接されるストッパ面１３の外径も、スプライン孔２２に圧入されるスプライン１１の外径と実質的に同じににすることができ、このストッパ面１３の付近における軸部１０の軸線方向における外径の変化の割合が緩やかになって熱容量の変化も少なくなるので、高周波熱処理装置の出力の大きさ及び周波数を調整して焼き入れ深さの調整を行うことが容易となり、生産性を高めることができる。
【００２０】
しかしこのように軸線方向位置決めを行う場合に当接されるインナレース２０側の部分として、スプライン孔２２の各スプライン歯２２ａの端面に形成した当接面２３を使用すると、そのままでは、このインナレース２０側の部分が当接される軸部１０側の部分は、軸部１０の一端部に形成されてスプライン１１と嵌合されるスプライン１１の各歯部の間に形成されることになり、そのようなストッパ面の形成は極めて困難である。しかしながらこの第１実施形態では、軸部１０の外周には、スプライン１１が形成された部分と形成されていない部分の間に溝状の不嵌合部１２を形成し、この不嵌合部１２のスプライン１１が形成されていない側となる側壁面に当接面２３と面状に当接される円錐面状のストッパ面１３を構成するようにしたので、ストッパ面１３の形成は極めて簡単になる。
【００２１】
またこの第１実施形態では、スプライン孔２２の各スプライン歯２２ａの端面に形成される各当接面２３は、スプライン孔２２と同軸的に形成される円錐孔の一部によりそれぞれ構成され、これと面状に当接されるストッパ面１３は軸部１０に同軸的に形成された円錐状であるので、このストッパ面１３が形成される付近の長手方向における軸部１０の外径の変化の割合は一層緩やかになり、高周波熱処理装置の調整による焼き入れ深さの調整は一層容易となる。しかし本発明はこれに限られるものではなく、例えばストッパ面１３及び当接面２３が、軸部１０の中心軸線と直交する平面となるようにして実施することも可能である。
【００２２】
次に上述した第１実施形態の変形例を、図３により説明する。この変形例では、インナレース２０のスプライン孔２２の各スプライン歯２２ａは、軸部１０の不嵌合部１２と対応する位置となる歯先部２２ｂの一部を除去して逃げ部２２ｂ１を形成し、これにより軸部１０のスプライン１１の不嵌合部１２の底面の径を増大させたものである。その他の構成は上述した第１実施形態と同じであるので詳細な説明は省略する。
【００２３】
この変形例によれば、不嵌合部１２の底面の径がスプライン１１の歯先部１１ａの径に近づくので、軸部１０のストッパ面１３が形成される付近の長手方向における軸部１０の外径の変化の割合はさらに一層緩やかになり、高周波熱処理装置の調整による焼き入れ深さの調整もさらに一層容易となる。
【００２４】
図４及び図５は、本発明によるドライブシャフトの第２実施形態を示すものである。この第２実施形態は、軸部の一端部に形成したスプラインにトリポードタイプの等速ジョイントのトリポードを取り付け、トリポードのボス部（動力伝達部材）から突出するスプラインの延長部に装着した止め輪により抜け止めを行うようにしたドライブシャフトに、本発明を適用したものである。
【００２５】
この第２実施形態では、図４及び図５に示すように、３本のトラニオン２９を有するトリポード２５のボス部２６には、軸部１５の一端部に形成されたスプライン１６を圧入するスプライン孔２７が同軸的に形成されている。このスプライン孔２７の各スプライン歯２７ａにも、第１実施形態と同様、止め輪１９に当接される側と反対側となる各端面には円錐孔の一部により構成される当接面２８が形成されているが、この第２実施形態の当接面２８の最大径はスプライン孔２７の谷部の径よりも大きくなっている。
【００２６】
軸部１５は、第１実施形態と同様、スプライン１６が形成された部分と形成されていない部分の間となる外周に、円周方向に沿った溝状の不嵌合部１７が形成されており、不嵌合部１７のスプライン１６が形成されていない側となる側壁面は、円錐面状のストッパ面１８を構成している。この第２実施形態では、ストッパ面１８の外径はスプライン１６の歯先部１６ａの外径より多少細くなっている。また止め輪１９は、スプライン１６から先に延びる多少細い延長部に形成した環状溝１５ａに装着されている。その他の構成は上述した第１実施形態と同じであるので詳細な説明は省略する。
【００２７】
第１実施形態と同様、この第２実施形態でも、当接面２８がストッパ面１８に当接する位置まで圧入した状態で、ボス部２６の反対側の端面と環状溝１５ａに装着された止め輪１９との間の隙間は実質的に０なるように、各部の寸法関係を設定されているので、ボス部２６はストッパ面１８と止め輪１９の間に挟まれて軸線方向の移動が阻止される。またこの第１実施形態でも、軸部１５とボス部２６を圧入した場合に軸部１５側と当接するボス部２６側の部分は、スプライン孔２７のスプライン歯２７ａの端面に形成した当接面２８であり、これと当接するストッパ面１８の外径は、スプライン孔２７に圧入されるスプライン１６の外径より多少細くなっており、このストッパ面１８の付近における軸部１５の軸線方向における外径の変化の割合が緩やかになるので、高周波熱処理装置の出力の大きさ及び周波数を調整して焼き入れ深さの調整を行うことが容易となり、生産性を高めることができる。
【００２８】
またこの第２実施形態でも、軸部１５の外周には、スプライン１６が形成された部分と形成されていない部分の間に溝状の不嵌合部１７を形成し、この不嵌合部１７のスプライン１６が形成されていない側となる側壁面に当接面２８と面状に当接される円錐面状のストッパ面１８を構成するようにしたので、スプライン孔２７の各スプライン歯２７ａの端面に形成した当接面２８と当接されるストッパ面１８の形成は極めて簡単になる。また軸部１５に形成されるストッパ面１８は、第１実施形態と同様の円錐状であるので、このストッパ面１８が形成される付近の長手方向における軸部１５の外径の変化の割合は一層緩やかになり、高周波熱処理装置の調整による焼き入れ深さの調整は一層容易となる。
【００２９】
次に上述した第２実施形態の変形例を、図６により説明する。この変形例は、図３に示す変形例と同様、トリポード２５のボス部２６のスプライン孔２７の各スプライン歯２７ａは、軸部１５の不嵌合部１７と対応する位置となる歯先部２７ｂの一部を除去して逃げ部２７ｂ１を形成し、これにより軸部１５のスプライン１６の不嵌合部１７の底面の径を増大させたものである。このようにすれば、不嵌合部１７の底面の径はスプライン１６の歯先部１６ａの径に近づくので、軸部１５のストッパ面１８が形成される付近の長手方向における軸部１５の外径の変化の割合はさらに一層緩やかになり、高周波熱処理装置の調整による焼き入れ深さの調整もさらに一層容易となる。なおこの変形例では、スプライン孔２７のスプライン歯２７ａ端面に形成される当接面２８Ａ最大径はスプライン孔２７の谷部の径と一致させている。
【００３０】
なお上記各実施形態では、インナレース２０及びボス部２６の各スプライン孔２２，２７は、軸部１０，１５のスプライン１１，１６に圧入するものとして説明したが、インナレース２０及びボス部２６はストッパ面１３，１８と止め輪１４，１９の間に挟まれて軸線方向の移動が阻止されるので、必ずしも圧入する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるドライブシャフトの第１実施形態の構造を示す要部の断面図である。
【図２】図１に示す第１実施形態の細部の構造を説明する部分拡大断面図である。
【図３】図１に示す第１実施形態の変形例の図２に相当する部分拡大断面図である。
【図４】本発明によるドライブシャフトの第２実施形態の構造を示す要部の断面図である。
【図５】図４に示す第２実施形態の細部の構造を説明する部分拡大断面図である。
【図６】図４に示す第２実施形態の変形例の図５に相当する部分拡大断面図である。
【図７】従来技術によるドライブシャフトの一例を示す部分拡大断面図である。
【図８】従来技術によるドライブシャフトの別の例を示す図７に相当する部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０，１５…軸部、１０ａ，１５ａ…環状溝、１１，１６…スプライン、１２，１７…不嵌合部、１３，１８…ストッパ面、１４，１９…止め輪、２０，２６…動力伝達部材、２０…インナレース、２６…ボス部、２２，２７…スプライン孔、２２ａ，２７ａ…スプライン歯、２２ｂ，２７ｂ…歯先部、２２ｂ１，２７ｂ１…逃げ部、２３，２８，２８Ａ…当接面。
【図１】
2005344746.tif 000003
【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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