(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂材からなる円筒体と、継ぎ手部材の端部に一体に設けられ、外周面に前記円筒体の端部の内周面がセレーション結合される嵌合部と、該嵌合部の所定外周に一体に形成されたフランジ部とを備え、前記円筒体の端部を嵌合部へ挿通する際に、該嵌合部の外周面と円筒体の端部内周面との間に液体パッキンを充填して連結してなる動力伝達部材の連結構造であって、
前記嵌合部の外周面を、前記円筒体にセレーション結合するセレーション部と、該セレーション部の端部から前記フランジ部の付け根部との間の非セレーション部と、から構成すると共に、
前記非セレーション部を、前記円筒体が挿通する端部側から前記フランジ部方向へ拡径するようにテーパー状に形成し、
前記嵌合部の外周面に予め塗着された液体パッキンを、前記円筒体を前記嵌合部に嵌合することに伴い前記円筒体の端部先端面を介して前記非セレーション部のテーパー状の外周面に沿って引き延ばしながら充填したことを特徴とする動力伝達部材の連結構造。
【請求項２】
前記非セレーション部のテーパー角度を、前記端部側からフランジ部側に渡って漸次連続的となる拡径角度に形成したことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達部材の連結構造。
【請求項３】
前記嵌合部のセレーション部に、前記液体パッキンを保持するほぼ円環状の保持溝を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達部材の連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝達部材の連結構造、とりわけ、車両のプロペラシャフト部分等に用いられる軸継手の連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の、動力伝達部材の従来の連結構造としては、例えば車両のプロペラシャフトに適用された特開２００１−６５５３８号に記載されているものが知られている。
【０００３】
すなわち、車両のプロペラシャフトは、図１１に示すように繊維強化樹脂（ＦＲＰ）からなる円筒体１と、該円筒体１の両端部１ａ、１ｂに連結された自在継ぎ手２，３とから構成されて、エンジンから変速機を介して出力された動力が一方の自在継ぎ手２から円筒体１に入力されて、さらに他方の自在継ぎ手３から差動歯車などを介して後輪に伝達されるようになっている。
【０００４】
前記円筒体１は、長尺な所定長さに形成されて、その両端部１ａ、１ｂの内周に円筒状の内側層４，４が形成されている。一方、自在継ぎ手２、３は、入力軸ヨーク５、５に出力軸ヨーク６，６が連結されて構成され、この出力軸ヨーク６，６はヨーク部７，７と前記円筒体１の両端部１ａ、１ｂが圧入嵌合する円筒状の嵌合部８，８を有している。
【０００５】
この各嵌合部８は、図９及び図１０にも示すように、外周面８ａがほぼ均一径に形成されていると共に、ヨーク部７側の外周にはプロペラシャフトに所定の軸方向荷重が入力された際に、前記内側層４に当接して該内側層４を円筒体１の外側層から剥離させるフランジ部９，９が一体に形成されている。また、該フランジ部９、９と反対側の端部外周面には、前記両端部１ａ、１ｂにセレーション嵌合するセレーション凹凸部１０、１０が形成されている。
【０００６】
そして、円筒体１の両端部１ａ、１ｂを各嵌合部８，８に連結するには、図９及び図１０に示すように、まず嵌合部８のセレーション凸部１０の端部に液体パッキン１１を円環状に塗着しておき、その後、円筒体１をセレーション凸部１０を噛み合わせながら軸方向へ押し込み、内側層４の先端面４ａがフランジ部９に突き当る直前の位置でその押し込み位置が規制される。これによって、セレーション結合が行われると共に、液体パッキン１１が円筒体１の内側層４の内周面と嵌合部８の外周面８ａとの間、及び円筒体１の端縁１ｃとフランジ部９の一端面との間に充填されて、両者１，８間をシールするようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の連結構造にあっては、前記円筒体１と嵌合部８との連結時に、前記円筒体１をフランジ部９付近まで押し込むと、液体パッキン１１は外周面８ａに沿って引き延ばされながらフランジ部９まで行き渡るものの、嵌合部８の外周面８ａの外径が軸方向にほぼ均一径に設定されているため、円筒体１の端部内周縁での液体パッキン１１に対する押進力が平均化されて、外周面８ａに対するフランジ部９の付け根部の隅部１２まで液体パッキン１１を十分に押し込むことができない。
【０００８】
このため、該隅部１２に液体パッキン１１の行き渡らない隙間Ｃが発生してしまう。この結果、かかるフランジ部９の付け根部付近の液体パッキン１１による十分なシール性能が得られず、円筒体１と嵌合部８との全体の密着性が低下してしまい、経時的にこの部位から剥離現象が生じて、両者１，８間のシール性能が低下してしまうおそれがある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の液体パッキンによる接着強度の低下に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、繊維強化樹脂材からなる円筒体と、継ぎ手部材の端部に一体に設けられ、外周面に前記円筒体の端部の内周面がセレーション結合される嵌合部と、該嵌合部の所定外周に一体に形成されたフランジ部とを備え、前記円筒体の端部を嵌合部へ挿通する際に、該嵌合部の外周面と円筒体の端部内周面との間に液体パッキンを充填して連結してなる動力伝達部材の連結構造であって、前記嵌合部の外周面を、前記円筒体にセレーション結合するセレーション部と、該セレーション部の端部から前記フランジ部の付け根部との間の非セレーション部と、から構成すると共に、前記非セレーション部を、前記円筒体が挿通する端部側から前記フランジ部方向へ拡径するようにテーパー状に形成し、前記嵌合部の外周面に予め塗着された液体パッキンを、前記円筒体を前記嵌合部に嵌合することに伴い前記円筒体の端部先端面を介して前記非セレーション部のテーパー状の外周面に沿って引き延ばしながら充填したことを特徴としている。
【００１０】
したがって、嵌合部と円筒体を連結する際に、予め外周面に液体パッキンが塗着された嵌合部に円筒体を圧入嵌合させ、そのまま押し込むと、該円筒体の端部内周縁が前記非セレーション部の拡径状の外周面に沿って除々に食い込むような形で進出することから、液体パッキンは非セレーション部の外周面に沿って引き延ばされ、円筒体の端部がフランジ部付近に到達した時点では、該円筒体の端部先端面で液体パッキンがフランジ部の付け根部に最も強く押しつけられる。このため、該付け根部付近での液体パッキンの隙間の発生が確実に抑制され、シール性能の低下を防止できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記非セレーション部の外周面のテーパー角度を、前記端部側からフランジ部側に渡って漸次連続的となる拡径角度に形成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記嵌合部のセレーション部に、前記液体パッキンを保持するほぼ円環状の保持溝を形成したことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる動力伝達部材の連結構造の各実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００１４】
図１及び図２は、本発明の動力伝達部材として従来と同様、車両用プロペラシャフトの連結構造に適用した第１の実施形態を示し、図中２０はカーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）からなる円筒体、２１は該円筒体２０の一端部２０ａが連結される一方側の自在継ぎ手の出力側ヨークであって、この出力側ヨーク２１は、図外の入力側ヨークと連結されるヨーク部２２と、該ヨーク部２２の端部に一体に設けられて、前記円筒体２０の一端部２０ａが圧入嵌合されるほぼ円筒状の嵌合部２３とを有している。
【００１５】
前記円筒体２０は、外側層である本体の一端部２０ａの内径が均一径に形成されていると共に、少なくとも一端部２０ａの内周に内側層２４が設けられている。
【００１６】
前記嵌合部２３は、外周面２５の前記円筒体２０側に前記内側層２４にセレーション結合するセレーション凹凸部２６が形成されていると共に、外周面２５の前記ヨーク部２２側の端部に、プロペラシャフトに所定の軸方向荷重が入力した際に、内側層２４が先端面２４ａから当接して該内側層２４を外側層から剥離させて衝撃を吸収させるためのフランジ部２７が一体に形成されている。
【００１７】
また、この外周面２５は、前記セレーション凹凸部２６の端部２６ａからフランジ部２７の付け根部２７ａとの間の部位２５ａの外径が端部２６ａから付け根部２７ａに渡って連続的に拡径するテーパー状、つまりラッパ状に形成されている。このテーパー角度θは、約１０°の傾斜角度に設定されて、外周部位２５ａフランジ部２７の付け根部２７ａ付近が最大径となり、円筒体２０が嵌合部２３に圧入された際に、一端部２０ａの内側層２４の先端面２４ａが付け根部２７ａの高さ位置とほぼ同位置になるように形成されている。
【００１８】
また、円筒体一端部２０ａの内側層２４の内周面と嵌合部２３の外周面２５との間には、液体パッキン２８が介装されている。
【００１９】
したがって、この実施形態によれば、円筒部２０と出力側ヨーク２１とを連結する際には、まず、図１に示すように、予め嵌合部２３のセレーション凹凸部２６の端部に所定粘性の液体パッキン２８を円環状に塗着しておき、この状態で、円筒体２０の一端部２０ａの内側層２４にセレーション凹凸部２６を噛み込ませながら軸方向へ押し出す。
【００２０】
そうすると、液体パッキン２８は、円筒体２０の内側層２４の先端面２４ａによって上端部側が引き延ばされながら外周部位２５ａの上面全体に被嵌した状態となる。
【００２１】
そして、押し込み移動が規制された段階では、図２に示すように、前記内側層２４の先端面２４ａで液体パッキン２８をフランジ部２７側に押圧すると共に、該内側層２４の先端面２４ａが外周部位２５ａの最大拡径部であるフランジ部２７の付け根部２７ａ付近を強く押圧して、この部位にある液体パッキン２８を付け根部２７ａ（隅部）方向に強く押し込む。このため、この隅部全体に液体パッキン２８が充填されて隙間の発生がなくなる。
【００２２】
この結果、円筒体２０と嵌合部２３との間のシール性能の低下が抑制されて、長期に渡り安定かつ確実なシール性を維持させることが可能になる。
【００２３】
しかも、前記外周部位２５ａのテーパーが連続的に形成されていることから、液体パッキン２８を滑らかなテーパー面に沿って外周部位２５ａ全体に確実に塗布することができる。
【００２４】
図３及び図４は本発明の第２の実施形態を示し、この実施形態では、嵌合部２３のセレーション凹凸部２６の端部付近に保持溝３０を形成したものである。この保持溝３０は、円筒体２０との嵌合前に予め液体パッキン２８を充填保持するもので、嵌合部２３の円周方向に沿って円環状に形成され、その深さや幅は保持される液体パッキン２８の保持量に応じて設定され、外周面２５よりも深く形成されていると共に、所定の幅に形成されている。
【００２５】
また、外周部位２５ａがフランジ部２７方向に向かって連続的に拡径テーパー状に形成されているなど、他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００２６】
したがって、この実施形態では、液体パッキン２８を保持溝３０内に保持させることができることから、予め塗着する位置決めが容易になると共に、保持溝３０の内面によってシール面積が拡大することから、円筒体２０と嵌合部２３間のシール性能が安定する。
【００２７】
また、液体パッキン２８は、図５に示すように、予め嵌合部２３側ではなく円筒体一端部２０ａの内側層２４の内周面と内側層２４の先端面２４ａ側に塗着させることも可能である。このようにすれば、嵌合部２３と嵌合させたさせた際には、図６に示すように外周部２５ａやフランジ部２７の他に、内側層２４とセレーション凹凸部２６との間にも介装させることができることから、シール面積をさらに拡大させることができるので、シール性能をさらに向上させることができる。
【００２８】
また、予め液体パッキン２８を塗着する方法としては、図７に示すように、該液体パッキン２８を太糸状に引き延ばして、これを外周部位２５ａのセレーション凹凸部２６の端部側から隙間なく巻き付けることもできる。
【００２９】
このようにすると、液体パッキン２８の巻き付け作業が容易であるから、その塗着作業能率が向上する。また、その巻き付け量を調整することによって液体パッキン２８の使用量を最適にすることが可能になり、材料コストの低減化も図れる。
【００３０】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば外周部位２５ａのテーパー角度θを、仕様や円筒体２０、嵌合部２３の仕様や大きさなどに応じてさらに大小変化させることも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、前記嵌合部の非セレーション部の外周面を、前記円筒体が挿通する端部側から前記フランジ部方向へ拡径するようにテーパー状に形成したため、液体パッキンを非セレーション部の外周面とフランジ部との間の隅部全体に充填させて隙間の発生を防止することができる。
【００３２】
この結果、円筒体と嵌合部との間のシール性能の低下が抑制されて、長期に渡り安定かつ確実なシール性を維持させることが可能になる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、前記テーパー面が連続的に形成されていることから、液体パッキンを滑らかなテーパー面に沿って外周面全体に確実に塗布することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、液体パッキンを保持溝内に保持させることができることから、予め塗着する位置決めが容易になると共に、保持溝の内面によってシール面積が拡大することから、円筒体と嵌合部との間のシール性能が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す要部拡大断面図。
【図２】同実施形態の作用を示す要部拡大断面図。
【図３】第２の実施形態を示す要部拡大断面図。
【図４】同実施形態の作用を示す要部拡大断面図。
【図５】液体パッキンを予め塗布する位置の他例を示す要部拡大断面図。
【図６】同実施形態の作用を示す要部断面図。
【図７】液体パッキンの異なる塗着方法を示す要部拡大断面図。
【図８】同実施形態の作用を示す要部断面図。
【図９】従来の連結構造を示す要部断面図。
【図１０】同従来の連結構造の作用を示す要部断面図。
【図１１】本発明及び従来例の動力伝達部材の連結構造が適用された車両用プロペラシャフトの側面図。
【符号の説明】
２０…円筒体
２１…出力側ヨーク
２３…嵌合部
２４…内側層
２６…セレーション凹凸部
２５…外周面
２５ａ…外周部位
２７…フランジ部
２８…液体パッキン
３０…保持溝
【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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【図１０】
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【図１１】
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