JP2012002267A - ドライブシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】内レース及び中間シャフトのスプライン同士の接触応力が高くなる虞を解消することができるとともに、コストの低廉化を図ることができるドライブシャフトを提供する。
【解決手段】ドライブシャフト１は、内レース２ａ，３ａ及び外レース２ｂ，３ｂを有する一対の等速ジョイント２，３と、一対の等速ジョイント２，３間に介在し、軸線両方向に開口する中空の中間シャフト４とを備え、中間シャフト４は、その両開口端部のうち一方の開口端部に一方の等速ジョイント２の内レース２ａが、また他方の開口端部に他方の等速ジョイント３の内レース３ａがそれぞれかしめ加工を用いて軸線方向に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動力を車輪に伝達するためのドライブシャフトに関する。

従来のドライブシャフトとして、エンジン側及び車輪側の等速ジョイントと、これら両等速ジョイント間に介在する中間シャフトとにより構成されたものがある（例えば特許文献１）。

エンジン側の等速ジョイントは、内外一対のレース及びトルク伝達用ボールを有し、シャフトの一方側端部に連結されている。

車輪側の等速ジョイントは、エンジン側の等速ジョイントと同様に内外一対のレース及びトルク伝達ボールを有し、シャフトの他方側端部に連結されている。

中間シャフトは、両端部にそれぞれスプラインを有し、一方側のスプラインにエンジン側の等速ジョイントの内レースが、また他方側のスプラインに車輪側の等速ジョイントの内レースがそれぞれスプライン嵌合されている。そして、中間シャフトは、ドライブシャフト全体の軽量化を図るために、全体が軸線両方向に開口する中空部材によって形成されている。

このように構成されたドライブシャフトの中間シャフトに対して各等速ジョイントの内レースを取り付けるには、次に示すようにして行われる。この内レースの取付方法につき、図７を用いて説明すると、図７において、予め内レース１００に挿通させた中間シャフト１０１の開口端部に止め輪１０２を装着して内レース１００を軸線一方向に位置決めするとともに、中間シャフト１０１の開口端部から離間する部位に設けられたストッパ１０３を用いて内レース１００を軸線他方向に位置決めすることにより、中間シャフト１０１に内レース１００が取り付けられる。

ところで、この種のドライブシャフトにおける等速ジョイントの内レース１００のスプライン１００ａは、軸線方向寸法が中間シャフト１０１のスプライン１０１ａの軸線方向寸法よりも大きい寸法に設定されている。

また、中間シャフト１０１が中空であるため、スプライン１０１ａの形成がドローイング刃具によるドローイング成形技術を用いて行われる。この場合、図８に示すように、ドローイング刃具２００（一部を破線で示す）を用いたスプライン１０１ａの形成後において、ストッパ１０３を形成するためのヌスミが中間シャフト１０１の外周部に形成される。この際、互いに隣り合う２つのスプライン１０１ａ（一方のみ示す）間に突起部１０４が形成されてしまう。このため、内レース１００のスプライン１００ａが経時変化による磨耗・変形によって突起部１０４に接触し、寿命の低下を招く。

そこで、図９に示すように、内レース１００のスプライン１００ａに形成されるヌスミ（座繰り）の軸線方向寸法を二点鎖線で示す部分だけ大きくし、内レース１００のスプライン１００ａと中間シャフト１０１の突起部１０４との干渉を回避することが行われる。

特開２００３−９０３２５号

しかしながら、従来のドライブシャフト（内レース１００におけるスプライン１００ａのヌスミを大きくしたもの）によると、内レース１００のスプライン１００ａと中間シャフト１０１のスプライン１０１ａとの接触面積が減少し、スプライン同士の接触応力が高くなる虞があった。

また、従来のドライブシャフトによると、スプライン１００ａと突起部１０４との干渉を回避するための加工が内レース１００に必要となる。この結果、内レース１００の形状が複雑になり、コストが嵩むという問題があった。

従って、本発明の目的は、内レース及び中間シャフトのスプライン同士の接触応力が高くなる虞を解消することができるとともに、コストの低廉化を図ることができるドライブシャフトを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（５）のドライブシャフトを提供する。

（１）内外一対のレースを有する一対の等速ジョイントと、前記一対の等速ジョイント間に介在し、軸線両方向に開口する中空のシャフトとを備え、前記シャフトは、その両開口端部のうち一方の開口端部に前記一対の等速ジョイントのうち一方の等速ジョイントの内レースが、また前記両開口端部のうち他方の開口端部に前記一対の等速ジョイントのうち他方の等速ジョイントの内レースがそれぞれかしめ加工を用いて軸線方向に固定されているドライブシャフト。

（２）上記（１）に記載のドライブシャフトにおいて、前記等速ジョイントは、前記内レースの外周面に開口する凹部を有し、前記シャフトは、その開口端部の内周面に開口する凹部を有し、前記シャフトの凹部及び前記等速ジョイントの凹部に嵌合する凸部が前記かしめ加工によって形成された断面略Ｃ字状の連結部材で前記シャフトと前記等速ジョイントとが連結されている。

（３）上記（１）に記載のドライブシャフトにおいて、前記等速ジョイントは、前記内レースの外周面に開口する凹部を有し、前記シャフトは、その開口端部の内周面に開口する凹部を有し、前記シャフトの凹部に嵌合する凸部を有する前記連結部材となる断面略Ｌ字状の素材に前記等速ジョイントの凹部に嵌合する凸部が前記かしめ加工によって形成されている。

（４）上記（１）に記載のドライブシャフトにおいて、前記等速ジョイントは、前記内レースの内周面に開口する凹部を有し、前記シャフトは、その開口端部の外周面に前記凹部に嵌合する凸部が前記かしめ加工によって形成されている。

（５）上記（１）に記載のドライブシャフトにおいて、前記等速ジョイントは、その開口端部の内周面に突出する凸部を有し、前記シャフトは、その開口端部の外周面に前記凸部に嵌合する凹部が前記かしめ加工によって形成されている。

本発明によると、内レース及び中間シャフトのスプライン同士の接触応力が高くなる虞を解消することができるとともに、コストの低廉化を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るドライブシャフトの全体を説明するために示す断面図。 本発明の第１の実施の形態に係るドライブシャフトの要部を説明するために示す断面図。 本発明の第１の実施の形態に係るドライブシャフトの連結部材を説明するために示す斜視図。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るドライブシャフトにおける連結部材の変形例を説明するために示す斜視図。 本発明の第２の実施の形態に係るドライブシャフトの要部を説明するために示す断面図。 本発明の第２の実施の形態に係るドライブシャフトの変形例を説明するために示す断面図。 従来のドライブシャフトにおけるシャフトと内レースとの連結状態を示す断面図。 従来のドライブシャフトの不具合を説明するために示す断面図。 従来のドライブシャフトの不具合の回避例を説明するために示す断面図。

[第１の実施の形態]
（ドライブシャフトの全体構成）
図１はドライブシャフトの全体を示す。図２はドライブシャフトの要部を示す。図３は連結部材を示す。図１に示すように、ドライブシャフト１は、エンジン側及び車輪側の等速ジョイント２，３と、これら両等速ジョイント２，３間に介在する中間シャフト４と、この中間シャフト４と一対の等速ジョイント２，３とを連結する連結部材５，６とから大略構成されている。

（エンジン側の等速ジョイント２の構成）
エンジン側の等速ジョイント２は、内外一対のレース２ａ，２ｂ及びトルク伝達用ボール２ｃを有し、中間シャフト４の一方側端部に連結されている。

内レース２ａは、スプライン２０ａを内周面に有し、中間シャフト４に相対回転不能に連結され、全体が軸線両方向に開口する無底円筒部材によって形成されている。内レース２ａには、その外周面に開口し、かつ円周方向に等間隔をもって並列する複数の凹部２１ａ（図２に示す）が設けられている。

外レース２ｂは、エンジン側に連結され、全体が内レース２ａを内包して一側に開口する有底円筒部材によって形成されている。

トルク伝達用ボール２ｃは、内レース２ａと外レース２ｂとの間に転動可能に保持され、全体が鋼球によって形成されている。

（車輪側の等速ジョイント３の構成）
車輪側の等速ジョイント３は、内外一対のレース３ａ，３ｂ及びトルク伝達用ボール３ｃを有し、中間シャフト４の他方側端部に連結されている。

内レース３ａは、スプライン３０ａを内周面に有し、中間シャフト４に相対回転不能に連結され、全体が軸線両方向に開口する無底円筒部材によって形成されている。内レース３ａには、その外周面に開口し、かつ円周方向に等間隔をもって並列する複数の凹部（図示せず）が設けられている。

外レース３ｂは、車輪側に連結され、全体が内レース３ａを内包して一側に開口する有底円筒部材によって形成されている。

トルク伝達用ボール３ｃは、内レース３ａと外レース３ｂとの間に転動可能に保持され、全体が鋼球によって形成されている。

（中間シャフト４の構成）
中間シャフト４は、一方端部にスプライン２０ａにスプライン嵌合するスプライン４ａを、及び他方端部にスプライン３０ａにスプライン嵌合するスプライン４ｂを有し、全体が軸線両方向に開口する中空部材によって形成されている。中間シャフト４には、その両開口端部の内周面に開口する凹部４ｃ（一方のみ図２に示す）が設けられている。

（連結部材５，６の構成）
一方の連結部材５はドライブシャフト１のエンジン側に、また他方の連結部材６はドライブシャフト１の車輪側にそれぞれ円周方向に等間隔をもって複数個（本実施の形態では４個）配置されている。そして、一方の連結部材５は内レース２ａと中間シャフト４とを、また他方の連結部材６は内レース３ａと中間シャフト４とをそれぞれ連結するように構成されている。

これら連結部材５，６は、略同一の構成であるため、一方の連結部材５のみについて説明すると、連結部材５は、図２に示すように、内レース２ａの凹部２１ａに嵌合する第１の凸部５ａ、及び中間シャフト４の凹部４ｃに嵌合する第２の凸部５ｂを有し、内レース２ａの開口端部及び中間シャフト４の開口端部に跨って固定され、全体が例えば冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）からなる断面略Ｃ字状の薄板によって形成されている。

連結部材５の形成は、図３に実線で示す断面略クランク状の素材５Ａに矢印方向（図２に示す）のかしめ力を加えるかしめ加工を図３に二点鎖線で示すように施すことにより行われる。

これにより、内レース２ａの凹部２１ａに嵌合する第１の凸部５ａ、及び中間シャフト４の凹部４ｃに嵌合する第２の凸部５ｂを有する連結部材５で内レース２ａと中間シャフト４とを連結することができ、スプライン２０ａと突起部１０４との干渉を回避するために従来必要とした加工が内レース２ａに不要になる。

また、中間シャフト４のスプライン４ａ，４ｂは、その軸線方向寸法を強度の許す範囲で内レース２ａ，３ａのスプライン２０ａ，３０ａの軸線方向寸法よりも大きい寸法に設定することができる。

（連結部材５，６の取付方法）
次に、本発明の第１の実施の形態に示すドライブシャフト１における連結部材５，６の取付（固定）方法について説明する。連結部材５，６の取付方法は、略同一の手順を経て行われるため、一方の連結部材５の取付方法のみについて説明し、他方の連結部材６の取付方法については省略する。

すなわち、連結部材５の取付方法は、図３に実線で示す断面略クランク状の素材５Ａを内レース２ａ及び中間シャフト４の開口端部に嵌合した後、素材５Ａに矢印方向（図２に示す）のかしめ力を加えるかしめ加工を図３に二点鎖線で示すように施すことにより、内レース２ａの凹部２１ａに嵌合する第１の凸部５ａ、及び中間シャフト４の凹部４ａに嵌合する第２の凸部５ｂを形成することにより行われる。

[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）内レース２ａ，３ａのスプライン２０ａ，３０ａと中間シャフト４のスプライン４ａとの接触面積が減少せず、スプライン同士の接触応力が高くなる虞を解消することができる。

（２）内レース２ａ，３ａの形状が簡単になり、コストの低廉化を図ることができる。

なお、本実施の形態においては、連結部材５，６が断面略クランク状の素材５Ａにかしめ加工を施して形成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図４（ａ）に実線で示す断面略Ｌ字状の素材７Ａにかしめ加工を図４（ａ）に二点鎖線で示すように施して断面略Ｃ字状の連結部材７を形成してもよい。

また、図４（ｂ）に実線で示す形状の素材８Ａにかしめ加工を図４（ｂ）に二点鎖線で示すように施して断面略Ｃ字状の連結部材８を形成してもよい。

この場合、断面略Ｃ字状の連結部材７，８の形成は、内レース２ａの凹部２１ａに嵌合する第１の凸部７０Ａ，８０Ａを有する断面略Ｌ字状の素材７Ａ，８Ａにかしめ加工を施して中間シャフト４の凹部４ｃに嵌合する第２の凸部７ａ，８ａを形成することにより行われる。

[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２実施の形態に係るドライブシャフトにつき、図５を用いて説明する。図５はドライブシャフトの要部を示す。図５において、図１〜図４と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図５に示すように、本発明の第２の実施の形態に係るドライブシャフト２１の中間シャフト４は、第１の実施の形態に示す連結部材５，６を用いず、その両開口端部のうち一方の開口端部に内レース２ａが、また両開口端部のうち他方の開口端部に内レース３ａ（図１に示す）がそれぞれかしめ加工を用いて固定されている点に特徴がある。

このため、等速ジョイント２，３（図１に示す）は、それぞれが内レース２ａ，３ａの外周面に開口する凹部２１ａを有している。

また、中間シャフト４は、その両開口端部の外周面に凹部２１ａに嵌合する凸部４ｄがかしめ加工によって形成されている。凸部４ｄの形成は、例えば中間シャフト４の素材（図５に二点鎖線で示す）の内周面に外力を加えて図５に実線で示すように外周面に突出させることにより行われる。

[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態に示す効果と同様の効果が得られる。

なお、本実施の形態においては、中間シャフト４にかしめ加工を施して凸部４ｄを形成し、中間シャフト４に等速ジョイント２，３の内レース２ａ，３ａが固定されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図６に示すように内レース２ａに凸部２２ａを形成するとともに、この凸部２２ａに嵌合する凹部４ｅを中間シャフト４に形成し、中間シャフト４に内レース２ａ，３ａ（内レース２ａのみ図示）を固定してもよい。

この場合、等速ジョイント２，３は、内レース２ａ，３ａの開口端部に内周面に突出する凸部２２ａが形成されている。中間シャフト４は、その両開口端部の外周面に凸部２２ａに嵌合する凹部４ｅがかしめ加工によって形成されている。凹部４ｅの形成は、例えば中間シャフト４の素材（図６に二点鎖線で示す）の開口端部に外力を加えて図６に実線で示すように凸部２２ａの一部を覆うことにより行われる。

以上、本発明のドライブシャフトを上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）上記実施の形態では、連結部材５，６の材料としてＳＰＣＣが用いられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、実施の形態と同様の機械的強度を確保できる場合には他の材料を用いてもよい。

（２）上記実施の形態（第１の実施の形態）では、連結部材５，６がそれぞれ４個である場合について説明したが、本発明は中間シャフトと内レースとを固定することができれば、その個数については特に限定されない。また、本発明における連結部材の形状等も特に限定されるものでないことは勿論である。

１，２１…ドライブシャフト、２…エンジン側の等速ジョイント、２ａ…内レース、２０ａ…スプライン、２１ａ，２２ａ…凹部、２ｂ…外レース、２ｃ…トルク伝達用ボール、３…車輪側の等速ジョイント、３ａ…内レース、３０ａ…スプライン、３ｂ…外レース、３ｃ…トルク伝達用ボール、４…中間シャフト、４ａ，４ｂ…スプライン、４ｃ…凹部、４ｄ…凸部、５，６…連結部材、５ａ…第１の凸部、５ｂ…第２の凸部、５Ａ…素材、７…連結部材、７ａ…第２の凸部、７Ａ…素材、７０Ａ…第１の凸部、８…連結部材、８ａ…第２の凸部、８Ａ…素材、８０Ａ…第１の凸部、１００…内レース、１００ａ…スプライン、１０１…中間シャフト、１０１ａ…スプライン、１０２…止め輪、１０３…ストッパ、１０４…突起部、２００…ドローイング刃具

Claims (5)

1. 内外一対のレースを有する一対の等速ジョイントと、
   前記一対の等速ジョイント間に介在し、軸線両方向に開口する中空のシャフトとを備え、
   前記シャフトは、その両開口端部のうち一方の開口端部に前記一対の等速ジョイントのうち一方の等速ジョイントの内レースが、また前記両開口端部のうち他方の開口端部に前記一対の等速ジョイントのうち他方の等速ジョイントの内レースがそれぞれかしめ加工を用いて軸線方向に固定されている
   ドライブシャフト。
2. 前記等速ジョイントは、前記内レースの外周面に開口する凹部を有し、
   前記シャフトは、その開口端部の内周面に開口する凹部を有し、
   前記シャフトの凹部及び前記等速ジョイントの凹部に嵌合する凸部が前記かしめ加工によって形成された断面略Ｃ字状の連結部材で前記シャフトと前記等速ジョイントとが連結されている請求項１に記載のドライブシャフト。
3. 前記等速ジョイントは、前記内レースの外周面に開口する凹部を有し、
   前記シャフトは、その開口端部の内周面に開口する凹部を有し、
   前記シャフトの凹部に嵌合する凸部を有する前記連結部材となる断面略Ｌ字状の素材に前記等速ジョイントの凹部に嵌合する凸部が前記かしめ加工によって形成されている請求項１に記載のドライブシャフト。
4. 前記等速ジョイントは、前記内レースの内周面に開口する凹部を有し、
   前記シャフトは、その開口端部の外周面に前記凹部に嵌合する凸部が前記かしめ加工によって形成されている請求項１に記載のドライブシャフト。
5. 前記等速ジョイントは、その開口端部の内周面に突出する凸部を有し、
   前記シャフトは、その開口端部の外周面に前記凸部に嵌合する凹部が前記かしめ加工によって形成されている請求項１に記載のドライブシャフト。

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