(57)【要約】【課題】  潤滑剤（グリース）が中空部に侵入するのを安定して防止でき、しかも、等速自在継手等への組付け作業の簡略化が可能であって、コスト低減も図ることができる中空シャフトを提供する。【解決手段】  端部の外周面にスプライン１０が形成された中空シャフトである。端部が塑性加工されてその開口部が塞がれている。塑性加工がスウェージング加工であったり、アプセット加工であったりする。塑性加工を冷間で実施しても、熱間で実施してもよい。封止プラグ等の栓部材を使用して開口部を塞ぐ必要がないので、組付け作業の簡略化が可能である。塑性加工にて開口部を塞ぐので、その加工性に優れ、安定して確実に塞ぐことができ、潤滑剤（グリース）等の異物侵入防止機能の信頼性が向上する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部の外周面にスプラインが形成された中空シャフトにおいて、前記端部が塑性加工されてその開口部が塞がれていることを特徴とする中空シャフト。
【請求項２】
前記塑性加工がスウェージング加工であることを特徴とする請求項１に記載の中空シャフト。
【請求項３】
前記塑性加工がアプセット加工であることを特徴とする請求項１に記載の中空シャフト。
【請求項４】
前記塑性加工を冷間で行うことを特徴とする請求項１に記載の中空シャフト。
【請求項５】
前記塑性加工が熱間で行うことを特徴とする請求項１に記載の中空シャフト。
【請求項６】
等速自在継手の中空ステムに適用されることを特徴とする請求項１から請求項５にいずれか記載の中空シャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手等に連結される中空シャフトに関し、例えば、自動車の動力伝達系を構成するドライブシャフト（駆動軸）やプロペラシャフト（推進軸）に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の動力伝達系において、減速装置（ディファレンシャル）から駆動輪に動力を伝達する動力伝達シャフトは、ドライブシャフト（駆動軸）と呼ばれることがある。特に、ＦＦ車に使用されるドライブシャフトでは、前輪操舵時に大きな作動角と等速性が要求され、また、懸架装置との関係で軸方向の変位を吸収する機能が要求されるので、その一端部をダブルオフセット型等速自在継手やトリポード型等速自在継手等の摺動型等速自在継手を介して減速装置側に連結し、その他端部をバーフィールド型等速自在継手（ゼッパジョイントと呼ばれることもある。）等の固定側等速自在継手を介して駆動輪側に連結する機構が多く採用されている。
【０００３】
上記のようなドライブシャフトとしては、従来、また現在においても、中実シャフトが多く使用されているが、自動車の軽量化、ドライブシャフトの剛性増大による機能向上、曲げ一次固有振動数のチューニング最適化による車室内の静粛性向上等の観点から、近時では、ドライブシャフトを中空シャフト化する要求が増えてきている。
【０００４】
この種の中空状動力伝達シャフト（中空シャフト）は、等速自在継手の内部に封入された潤滑剤（グリース）が中空部に侵入するのを防止するために、中空部の端部内周に封止プラグを装着している。この封止プラグは金属製のものを使用する場合もあるが、中空部に対する圧入代や圧入位置を管理するために、端部内周を削り加工によって仕上げる必要があり、加工コストが高くなるという問題がある。そのため、クロロプレンゴム（ＣＲ）やニトリルゴム（ＮＢＲ）等のゴムで形成した封止プラグ（特許文献１）や、エラストマーで形成した封止プラグ（特許文献２）が提案されている。
【特許文献１】特開平６−２８１０１０号公報
【特許文献２】特開平９−６８２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２のゴム製封止プラグは、比較的大きな力で中空部に圧入する必要があるので、組付け作業に手間が掛かるという問題がある。また、封止プラグは、所要の形状および寸法に成形された部品形態のものであるため、製作費が高くなるという問題もある。なお、発泡樹脂等を充填させて開口部を塞ぐようにすることも可能であるが、この方法では、充填作業を必要として、前記封止プラグを使用する場合よりもコスト安となるものの組付け作業に手間が掛かるという欠点がある。
【０００６】
本発明の課題は、潤滑剤（グリース）が中空部に侵入するのを安定して防止でき、しかも、中空部を塞ぐ部材をなくし、コスト低減も図ることができる中空シャフトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、端部の外周面にスプラインが形成された中空シャフトにおいて、前記端部が塑性加工されてその開口部が塞がれているものである。
【０００８】
前記端部が塑性加工されてその開口部が塞がれているので、潤滑剤（グリース）等の異物が中空部に侵入するのを防止できる。また、封止プラグ等の栓部材を使用して開口部を塞ぐ必要がない。
【０００９】
前記塑性加工がスウェージング加工であったり、アプセット加工であったりする。塑性加工を冷間で実施しても、熱間で実施してもよい。
【００１０】
前記のように成形された中空シャフトとして、中空ステム、特に中空ロングステムに適用するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、潤滑剤（グリース）等の異物が中空部に侵入するのを防止できる。封止プラグ等の栓部材を使用して開口部を塞ぐ必要がないので、組付け作業の簡略化が可能であり、しかも、栓部材を必要としない分、部品点数が減少して、コスト低減化および部品管理の簡略化を図ることができる。さらに、塑性加工にて開口部を塞ぐので、その加工性に優れ、安定して確実に塞ぐことができ、潤滑剤（グリース）等の異物侵入防止機能の信頼性が向上する。また、軸端部が中実状となるので、端部において強度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る中空シャフトの実施形態を以下に詳述する。図１は、中空状の動力伝達シャフト（中空シャフト）１と、中空シャフト１の一端部に連結された摺動型等速自在継手２と、中空シャフト１の他端部に連結された固定型等速自在継手３とを備えた自動車の動力伝達機構を示している。
【００１３】
この実施形態の動力伝達機構において、摺動型等速自在継手２は減速装置（ディファレンシャル）に連結され、固定型等速自在継手３は駆動輪側に連結される。中空シャフト１の一端部は摺動型等速自在継手２のトリポード部材２ａにスプライン連結され、摺動型等速自在継手２の外輪２ｂの端部外周と動力伝達シャフト１の外周にブーツ２ｃがそれぞれ固定されている。
【００１４】
また、中空シャフト１の他端部は固定型等速自在継手３の内輪３ａにスプライン連結され、固定型等速自在継手３の外輪３ｂの端部外周と動力伝達シャフト１の外周にブーツ３ｃがそれぞれ固定されている。なお、図１においては、摺動型等速自在継手２としてトリポード型等速自在継手が例示され、固定型等速自在継手３としてバーフィールド型等速自在継手が例示されているが、他の型式の等速自在継手が用いられる場合もある。
【００１５】
図２は、中空シャフト（ドライブシャフト）１を示している。この中空シャフト１は、軸方向中間部の大径部５と、両端部側の小径部６、７と、一端側の小径部６と大径部５との間に設けられる中径部８と、他端側の小径部７と大径部５との間に設けられる中径部９等を有する。
【００１６】
各小径部６、７の外周側にはスプライン１０、１０が形成されている。また、中径部８、９には、ブーツ２ｃ、３ｃの小径端部の内周を嵌合するための嵌合溝１１、１１を有するブーツ固定部１２、１２が形成されている。さらに、小径部６、７には、等速自在継手２、３に対する軸方向抜け止め用の止め輪を装着するための止め輪溝１３、１３が形成されている。
【００１７】
中空シャフト１は、軸方向略全体に中空部１４が形成されているが、その端部（具体的には、スプライン１０が形成されたスプライン形成部１５）が塑性加工されてその開口部が塞がれている。塑性加工法としてスウェージング加工やアプセット加工等を用いることができる。スウェージング加工とは、パイプ（中空体）の端部を絞って外径を減少させる加工法であり、アプセット加工とは、パイプの端を加熱したのち、ダイスとマンドレルの間で据え込み加工する方法である。
【００１８】
この中空シャフト１を製造する場合、例えば、まず、パイプ素材を形成し、このパイプ素材にマンドレルを挿入し、この状態で塑性加工を施すことによって、前記大径部５、中径部８、９および小径部６、７等を形成することになる。
【００１９】
このため、マンドレルを前記スプライン形成部１５に対応させない状態として、塑性加工して、このスプライン形成部１５を縮径させる。これによって、図２に示すように、スプライン形成部１５の孔部を押し潰すことになり、その開口部が塞がれる。
【００２０】
この場合、大径部５はその肉厚Ｔ１が小とされ、この大径部５からテーパ部１６を介して延びる中径部８、９はその肉厚Ｔ２が端部側の小径部６、７に向かって順次大きくなっている。そして、中径部８、９からテーパ部１７を介して延びる小径部６、７はその肉厚Ｔ３が大とされている。
【００２１】
すなわち、中空部１４は、その大径部５において大径とされ、その中径部８、９において小径部６、７に向かって順次縮径し、スプライン形成部１５においてその内周面が密接している。
【００２２】
なお、スプライン形成部１５に、転造加工によるスプライン加工を行って、スプライン１０、１０を形成する。転造加工は、一対のダイスを使用し、このダイス間にパイプ素材を介在させ、ダイスを回転させつつパイプ素材の加工部位をパイプ素材の軸方向に沿って移動させるものである。各スプライン１０は、周方向に沿って所定ピッチで配設される複数の軸方向凸条と、軸方向凸条間に配設される複数の軸方向凹条とからなる。
【００２３】
この中空シャフト１では、端部が塑性加工されてその開口部が塞がれているので、潤滑剤（グリース）等の異物が中空部１４に侵入するのを防止できる。封止プラグ等の栓部材を使用して開口部を塞ぐ必要がないので、組付け作業の簡略化が可能であり、しかも、栓部材を必要としない分、部品点数が減少して、コスト低減化および部品管理の簡略化を図ることができる。さらに、塑性加工にて開口部を塞ぐので、その加工性に優れ、安定して確実に塞ぐことができ、潤滑剤（グリース）等の異物侵入防止機能の信頼性が向上する。また、軸端部が中実状となるので、端部において強度が向上する。
【００２４】
次に、図３は等速自在継手の外側継手部材２０を示している。一般に、等速自在継手は、内周面にトラック溝が形成された前記外側継手部材２０と、その外側継手部材２０のトラック溝と対向するトラック溝が外周面に形成された内側継手部材と、外側継手部材２０のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に組み込まれたボールと、外側継手部材２０と内側継手部材間に介在してボールを支持する保持器とからなる。
【００２５】
そして、外側継手部材２０は、内側継手部材、ボールおよび保持器を収容した椀状のマウス部２１と、そのマウス部２１から軸方向に一体的に延びるステム（中空ロングステム）２２を有する。
【００２６】
ステム２２は、マウス部２１側の大径部２３と、反マウス部側の端部のスプライン形成部２４と、スプライン形成部２４と大径部２３との間に設けられる中径部２５等を有する。スプライン形成部２４は、中径部２５から反マウス部側へ延びる小径部２６の端部（反マウス部側端部）に形成されている。
【００２７】
この図３に示すステム２２も、前記図１と図２に示す中空シャフト１と同様の成形方法によって形成される。まず、パイプ素材（中空ステムとなる素材）を形成する。そして、このパイプ素材にマンドレルを挿入し、この状態で塑性加工を施すことによって、前記大径部２３、中径部２５および小径部２６等を形成することになる。
【００２８】
このため、マンドレルを前記スプライン形成部２４に対応させない状態として、塑性加工して、このスプライン形成部２４を縮径させる。これによって、スプライン形成部２４の孔部を押し潰すことになり、その開口部が塞がれる。
【００２９】
この場合、大径部２３はその肉厚Ｔ５が小とされ、この大径部２３からテーパ部２７を介して延びる中径部２５はその肉厚Ｔ６が小径部２６に向かって順次大きくなっている。そして、小径部２６からテーパ部２８を介して延びるスプライン形成部２４はその肉厚Ｔ７が大とされている。
【００３０】
すなわち、中空部３０は、その大径部５において大径とされ、中径部２５において小径部２６に向かって順次縮径し、スプライン形成部２４においてその内周面が密接している。この場合も、スプライン形成部２４に、転造加工によるスプライン加工を行って、スプライン３１を形成する。なお、マウス部２１には連結用突出部３２が形成され、この連結用突出部３２に中空ステム２２が連結一体化される。
【００３１】
このため、この中空ステム２２も、前記中空シャフト１と同一の作用効果を奏することができる。したがって、この中空ステム２２を等速自在継手に使用することによって、等速自在継手は安定した機能を長期にわたって発揮することができる。
【００３２】
なお、塑性加工として、冷間で行っても、熱間で行ってもよい。また、図２に示す中空シャフト１では、軸方向両端部を塑性加工にて塞ぎ、図３に示す中空ステム（中空シャフト）２２では、軸方向一端部（片側端部）のみ塑性加工にて塞いでいるが、図２に示すような中空シャフトであっても、片側端部のみを塑性加工にて塞いで、他方の端部を他の方法、例えば、封止プラグ等の栓部材で塞ぐようにしてもよい。
【００３３】
図２等に示す中空シャフト１では、その肉厚（周壁の肉厚）を種々変化させているが、肉厚を軸方向全体にわたって略同一としてもよい。また、転造加工によって形成されるスプライン１０、３１として、その軸方向凸条および軸方向凹条の数等は任意に設定することができ、軸方向凸条および軸方向凹条の形状としても、装着される相手側に等に応じて種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る中空シャフトを使用した自動車の動力伝達機構を示す断面図である。
【図２】前記中空シャフトの半裁断面図である。
【図３】中空ステムの一部断面で示す全体図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０、３１  スプライン
２２  中空ステム
【図１】
2007064266.tif 000003
【図２】
2007064266.tif 000004
【図３】
2007064266.tif 000005