JP2014025486A - 動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで軽量、かつ誘起スラスト力低減が図れる動力伝達機構を提供する。
【解決手段】第１の等速自在継手と第２の等速自在継手とを、保持器の内径面の球面中心と保持器の外径面の球面中心とが、ボール中心を含む継手中心面に対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされているダブルオフセット型等速自在継手とする。トルク伝達ボールを３個とする。内側継手部材は、トラック溝が形成された内輪構成部を有し、内輪構成部が前記シャフトと一体化構造にて形成されている。第１の等速自在継手と第２の等速自在継手とは、その内輪構成部のトラック溝が周方向に６０度ずれている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の動力伝達機構に関する。

動力伝達機構には、自動車用のドライブシャフトやプロペラシャフト等がある。これらのシャフトは、一般に、シャフトと、このシャフトの両端部に連結される等速自在継手とからなる。等速自在継手には、大別して、２軸間の角度変位のみを許容する固定型と、角度変位および軸方向変位を許容する摺動型とがあり、それぞれ使用条件、用途等に応じて機種選択される。固定型としてはツェパー型等速自在継手、摺動型としてはダブルオフセット型等速自在継手、トリポード型等速自在継手等が代表的である。摺動型のうち、トリポード型等速自在継手はトルク伝達部材としてローラを用い、その他はトルク伝達部材としてボールを用いている。

ドライブシャフトは、通常、インポード側に摺動式等速自在継手を用い、アウトボード側に固定式等速自在継手を用いる。また、リア用のドライブシャフトにおいては、大きな作動角を取らないため、アウトボード側及びインポード側に摺動式等速自在継手が使用されることがある。

摺動式等速自在継手は、トルクが負荷された状態で回転すると、軸方向に誘起スラスト力が発生する。その誘起スラスト力は、１回転中に複数回発生するが、ボールやローラといったトルク伝達部材の個数（ｎ個）に応じてｎ次の誘起スラスト力が発生し易い特徴がある。

このため、摺動式等速自在継手をアウトボード側及びインボード側の両方に使用した場合、第１等速自在継手（アウトボード側等速自在継手）と第２等速自在継手（インボード側等速自在継手）のトルク伝達部材がどのような位相で対向に配置されるかで、誘起スラスト力が増減する。そこで、従来には、誘起スラスト力が低減するように双方のトルク伝達部材を逆位相に配置するものがある（特許文献１）。

また、等速自在継手の外側継手部材の外径をコンパクト化し、内側継手部材とシャフトのスプライン嵌合部の強度不足を解消し、かつ軽量化を目的に、シャフト部が中空状で内輪とシャフトが一体成形されたものが知られている（特許文献２）。

特許文献２に記載した等速自在継手を用いたドライブシャフト等の動力伝達機構は、図１２と図１３に示すものとなる。この場合、シャフト５１として、内輪構成部６８が一体に形成されたものを用いるが、等速自在継手５２，５３のボール数を６個とし、かつ第１の等速自在継手５２と第２の等速自在継手５３とのトラック溝位相差を０°としたものである。

各等速自在継手５２，５３は、ダブルオフセット型等速自在継手であって、内径面５４に複数のトラック溝５５が形成された外側継手部材５６と、外径面５７に複数のトラック溝５８が形成された内側継手部材５９と、前記外側継手部材５６のトラック溝５５と内側継手部材５９のトラック溝５８との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のトルク伝達ボール６０と、前記外側継手部材５６の内径面５４と内側継手部材５９の外径面５７との間に介在してボール６０を保持する保持器６１とを備える。

外側継手部材５６は、前記トラック溝５５が形成されたカップ部６２と、このカップ部６２の底壁６２ａから突設されるステム部６３とからなる。トラック溝５５は周方向に沿って６０°ピッチで形成されている。

シャフト５１は、中間軸７１と、内輪構成部６８とからなり、これらが、摩擦圧接等の公知公用の接合手段にて接合一体化されている。内輪構成部６８は、内輪部６９と、この内輪部６９から延びる端軸部７３とからなり、この端軸部７３が中間軸７１と付き合わされた状態で接合される。また、この端軸部７３に、ブーツ装着部８８を構成する凹溝が形成されている。

そして、各等速自在継手５２，５３は、外側継手部材５６の開口部がブーツ８５にて塞がれている。ブーツ８５は、大径部８５ａと、小径部８５ｂと、大径部８５ａと小径部８５ｂとを連結する蛇腹部８５ｃとからなる。大径部８５ａが外側継手部材５６の外径面の開口側端部のブーツ装着部８６に外嵌され、ブーツバンド８７にてこのブーツ装着部８６に締め付けられている。また、小径部８５ｂがシャフト５１に形成されたブーツ嵌合凹溝からなるブーツ装着部８８に外嵌され、ブーツバンド８９にてこのブーツ装着部８８に締め付けられている。

特開２０１１−１４０９６７号公報 特開２０１０−２６５９２５号公報

近年、自動車の低燃費化に伴い、ドライブシャフトに用いられる等速自在継手に対して軽量・コンパクトなものが要求されており、リア駆動を行う超小型の電気自動車（ＥＶコミュータ）においては、一般車用のドライブシャフトより、更なる軽量・コンパクトで低コストなものが要求されている。

このため、前記した特許文献２に記載のものでは、トルク伝達部材としてのボールを６個したダブルオフセット型等速自在継手であり、コンパクト化を実現するため、内側継手部材とシャフトとを一体成形し、スプライン嵌合を廃止したものである。これによって、一般的なスプライン嵌合が適用されたダブルオフセット型等速自在継手における内側継手部材のボール溝底からスプライン間の肉厚不足による強度低下の問題を解消している。

しかしながら、６個ボールタイプで更にコンパクト化を図ろうとする場合、ボールの径とトラックの肩の肉厚、保持器の肉厚バランスを考慮すると、トラック深さを十分確保できない。このような場合、耐久性確保が困難であり、継手内部の隙間やトラック溝の精度を上げる必要があり、低コストに製造することが困難であった。

特許文献１では、２個のトリポード型等速自在継手を使用したものであり、同サイズ容量のダブルオフセット型等速自在継手に比べると製造コストは上がる。また、３次の誘起スラスト力を低減するために、双方のトルク伝達部材を逆位相に配置しているが、このような配置する場合、組立時にスプラインの位相合せが必要となる。従って、組立作業が煩雑になるとともに、スプラインのピッチ分は位相がずれやすい。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、コンパクトで軽量、かつ誘起スラスト力低減が図れる動力伝達機構を提供する。

本発明の動力伝達機構は、シャフトと、シャフトの一端部に連設される第１の等速自在継手と、シャフトの他端部に連設される第２の等速自在継手を備えた動力伝達機構であって、前記第１の等速自在継手と第２の等速自在継手とを、内径面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内径面と内側継手部材の外径面との間に介在してボールを保持する保持器とを備え、前記保持器の内径面の球面中心と保持器の外径面の球面中心とが、ボール中心を含む継手中心面に対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされているダブルオフセット型等速自在継手とし、トルク伝達ボールが３個であり、前記内側継手部材は、前記トラック溝が形成された内輪構成部を有し、この内輪構成部が前記シャフトと一体化構造にて形成され、第１の等速自在継手と第２の等速自在継手とは、その内輪構成部のトラック溝が周方向に６０度ずれているものである。

本発明の動力伝達機構によれば、内側継手部材は、前記トラック溝が形成された内輪構成部を有し、内輪構成部がシャフトと一体化構造にて形成されている。このため、シャフトと内側継手部材との間でスプライン嵌合させる必要がない。また、ボール数を３個とすることによって、ボールピッチ径が小さくても、ボール径を大きくとり、トラック溝の肩肉厚やトラック深さを確保できる。

第１の等速自在継手のトラック溝と第２の等速自在継手のトラック溝とが周方向に６０度ずれているので、シャフト両側の等速自在継手から発生する回転３次の誘起スラスト力が相殺される。等速自在継手をダブルオフセット型とすることによって、トリポード型等速自在継手に比べて、内側継手部材が製造し易い。

前記シャフトがパイプ素材からなり、一体化構造にて連設されている内輪構成部が塑性加工にて形成されているのが好ましい。塑性加工として例えばプレス加工を採用できる。なお、このプレス加工は、加工負荷に応じて温間でも冷間でも可能である。

シャフトは、一対の内輪構成部と、これらを連設する直線状のシャフト本体部とからなり、内輪構成部とシャフト本体部が接合一体化されているものであってもよい。接合手段として、使用する材質等に応じて、摩擦接合、電子ビーム溶接、レーザ溶接等の選択することができる。

両等速自在継手において、保持器の外径面の球面中心を、保持器の内径面の球面中心よりも継手開口側に配置したものが好ましい。両等速自在継手において、外側継手部材と内輪構成部との間に軸方向調芯材を内装するようにできる。このように、軸方向調芯材を内装するようにすれば、一対の等速自在継手の内輪構成部の位置決めを行うことができる。また、両等速自在継手において、シャフトの端部開口部を栓部材で塞いでいるものであってもよく、さらには、前記軸方向調芯材が弾性材からなり、前記栓部材がこの弾性材の反力受けを構成することもできる。シャフトの内輪構成部が非中空体であってもよい。

等速自在継手の外側継手部材の開口部に、トルク伝達ボールと保持器と内輪構成部とを備えた内部部品の外側継手部材からの抜けを規制する抜け規制手段を設けるのが好ましい。保持器を金属焼結材にて構成することも可能である。

本発明によれば、内側継手部材とシャフトを一体化構造とすることにより、内側継手部材にシャフトとの結合のためのスプラインを成形する必要がなくなる。このため、従来構造のようにトルク伝達ボールのピッチ円径を小さくした場合に内側継手部材のボール溝底からスプライン間の肉厚が不足して強度を確保できないという課題を解消した。

ボール個数を３個にすることで、ボールピッチ径が小さくても、ボール径を大きくとり、トラックの肩肉厚やトラック深さは確保できる。このため、隙間精度やトラック精度を厳重に管理する必要がない。また、保持器のポケット間の肉厚を確保し易く、強度的にも有利である。そのため、従来の６個、８個ボールタイプよりコンパクト化を図ることができる。

トラック溝をシャフト両側で６０°の位相差を設けたため、シャフト両側の等速自在継手から発生する回転３次の誘起スラスト力が相殺され、動力伝達機構全体の誘起スラスト力が低減する。内側継手部材（内輪）とシャフトを一体化する（内輪一体シャフトとする）ため、スプライン嵌合のように歯のピッチ分位相がずれることもない。

また、内輪一体シャフト製作時に両端のトラック溝の位相を６０°ずらせているため、動力伝達機構の組立で位相合せをする必要がなく、同位相で組立ててしまう誤組みを防止できる。ダブルオフセット型とすることで、大型の鍛造プレス機は不要で、内輪一体シャフトを製造しやすく、トリポード型よりコスト低減が図れる。

内輪構成部をプレス加工等の塑性加工にて成形できるものであれば、生産性に優れ、また、パイプ素材に焼鈍及び／又は潤滑皮膜処理が施すことによってプレス成形性の向上を図ることができる。ブレス加工を、冷間で行えば、旋削、研削などの仕上げ加工を減らしたり、省略することが可能となり、コスト低減に寄与する。

シャフトが、内輪構成部とシャフト本体部が接合一体化されてなるものであれば、各部材を別々に製造することができ、生産性や取り扱い性に優れる。内輪構成部が焼入れ処理が施されれば、強度的に安定する。また、栓部材で塞ぐようにすれば、等速自在継手内のグリース等の潤滑剤がシャフトに流入せず、等速自在継手内の潤滑剤の充填量が減少せず、円滑が動力伝達動作を長期にわたって可能となる。

保持器の外径面の球面中心を、保持器の内径面の球面中心よりも継手開口側に配置するようにすれば、内輪一体シャフトと保持器の組立性の向上を図ることができる。軸方向調芯材を配置するようにすれば、各等速自在継手は、内輪構成部の位置決めを行うことができ、等速自在継手としての機能を安定して発揮する。栓部材がこの軸方向調芯材の反力受けを構成するものであれば、潤滑剤がシャフトに流入するのを防止する栓部材と、受け部材とを兼用でき、部品点数の減少を図ることができる。また、シャフトの内輪構成部が非中空体であれば、栓部材を必要とせず、部品点数および組立工数の減少を図ることができる。

抜け規制手段を設ければ、内部部品の外側継手部材からの抜けを規制でき、取り扱い性に優れたものとなる。また、保持器を金属焼結材にて構成でき、低コストは達成できる。

本発明の実施形態を示す動力伝達機構の断面図である。 前記図１に示す動力伝達機構を示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ線拡大断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。 等速自在継手の拡大断面図である。 前記図１に示す動力伝達機構のシャフトを示す斜視図である。 前記図１に示す動力伝達機構のシャフトを示す断面図である。 前記図１に示す動力伝達機構のシャフトを示し、（ａ）は図４のＸ−Ｘ線拡大断面図であり、（ｂ）は図４のＹ−Ｙ線拡大断面図である。 前記図１に示す動力伝達機構のシャフトを示し、（ａ）は全長にわたって焼入れが施された要部断面図であり、（ｂ）は内輪構成部のみに焼入れが施された要部断面図である。 本発明の他の実施形態を示す動力伝達機構の等速自在継手の断面図である。 前記図８に示す動力伝達機構のシャフトの斜視図である。 前記図８に示す動力伝達機構のシャフトの断面図である。 前記図８に示す動力伝達機構のシャフトを示し、（ａ）は前記図１０のＣ方向矢視図であり、（ｂ）は前記図１０のＤ方向視図である。 動力伝達機構の参考例を示す断面図である。 前記図１２に示す動力伝達機構の等速自在継手の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

図１は、本発明にかかる動力伝達機構を示す。この動力伝達機構は、中間のシャフト１と、このシャフト１の両端部の等速自在継手２，３とを備えたものである。シャフト１は中空シャフトである。また、等速自在継手２，３はともに、いわゆるダブルオフセット型の摺動式等速自在継手である。

各等速自在継手２，３は、内径面４に複数のトラック溝５が形成された外側継手部材６と、外径面７に複数のトラック溝８が形成された内側継手部材９と、前記外側継手部材６のトラック溝５と内側継手部材９のトラック溝８との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のトルク伝達ボール１０と、前記外側継手部材６の内径面４と内側継手部材９の外径面７との間に介在してボール１０を保持する保持器１１とを備える。

外側継手部材６は、前記トラック溝５が形成されたカップ部１２と、このカップ部１２の底壁１２ａから突設されるステム部１３とからなる。この場合、図２に示すように、トラック溝５は周方向に沿って１２０°ピッチで３個配設されている。また、このカップ部１２の開口部には、内部部品Ｓのカップ部１２からの抜けを規制する規制手段１５が設けられている。この規制手段１５は、カップ部１２の開口端縁部に形成された凹溝１４に嵌合される止め輪１６にて構成される。なお、内部部品Ｓとは、内側継手部材９とボール１０と保持器１１とで構成される。

ところで、前記シャフト１は、図４と図５に示すように、直線状の本体部１７と、この本体部１７に両端部に設けられた内輪構成部１８（１８ａ，１８ｂ）との一体化構造（この場合、一つの部材で一体品である）からなる。この内輪構成部１８は、図２と図３と図５に示すように、その外径面７に前記トラック溝８が周方向に沿って１２０°ピッチで３個配設されている。この場合、図６に示すように、一方（アウトボード側）の等速自在継手２のトラック溝８と、他方（インボード側）の等速自在継手３のトラック溝８とは、周方向に６０度ずれている。

シャフト１は、中空のパイプ素材からなり、前記内輪構成部１８ａ，１８ｂが塑性加工、つまり、プレス加工にて形成される。このため、高周波焼入用鋼や浸炭焼入用鋼を用いることができる。また、前処理として、焼鈍や球状化焼鈍を行ったり、潤滑皮膜を形成する表面処理等を行ったりできる。焼鈍（焼きなまし）は、材料の軟化、結晶組織の調整、内部応力の除去の為に、ある適当な温度（主に変態点＋５０度前後くらい）に加熱した後ゆっくりと冷却することである。球状化焼鈍は、鋼の中の炭化物を球状化する焼鈍である。このように、焼鈍や球状化焼鈍を行ったり、潤滑皮膜を形成する表面処理等を行ったりすることによって、プレス成形性が向上する。

なお、本体部１７を掴んで本体部の両端部をプレス加工することで、本体部１７の両端に内側継手部材の外径面７及びトラック溝８が形成される。プレス加工は、加工負荷に応じて温間でも冷間でも構わないが、冷間加工で仕上げれば、旋削、研削などの仕上げ加工を減らしたり、省略するこが可能となるため、低コストに製造することができる。内輪構成部１８において、内面は、外面形状に倣った形状であり、略同一の肉厚で成形されている。また、シャフト１の本体部１７の肉厚も略同一である。但し、プレス加工に伴う多少の肉厚変動はある。

ところで、３個ボールのダブルオフセット型等速自在継手は、６個ボール、８個ボールダブルオフセット型等速自在継手と比較して、ボール径が大きくなるため、ボール１０と窓（ポケット）２０との接触を確保すると、保持器１１の肉厚が分厚くなる。保持器肉厚が薄ければ、プレス加工で窓抜きすることが可能であるが、保持器１１の肉厚が分厚いとミーリングで加工する必要があるため、コスト高になりやすい。このため、この等速自在継手の保持器１１として、低コスト化を図るために、金属焼結体で予め窓部（ポケット）２０が抜かれた状態で成形するのが好ましい。金属焼結体とは、何種類かの金属微粉末を混合し圧縮成型し融点以下の高温で金属粒子の拡散結合を行ったものである。

なお、金属焼結体は、密度が低いと硬度が不足するという課題がある。しかしながら、３個ボールであれば、窓間の柱の幅が太くできるため、強度的に余裕があり、金属焼結体適用により密度が多少落ちても、強度上問題にはなりにくく、金属焼結体を適用しやすい。

また、この等速自在継手では、図３に示すように、保持器１１の内径面１１ｂの球面中心Ｏｂと保持器１１の外径面１１ａの球面中心Ｏａとが、ボール中心Ｏを含む継手中心面Ｐに対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされている。すなわち、保持器１１の外径面１１ａの球面中心Ｏａを、保持器１１の内径面１１ｂの球面中心Ｏｂよりも継手開口側に配置させていた。

ところで、内輪構成部１８ａ，１８ｂが一体成形されたシャフト１は、中空のパイプ素材からなるので、図５に示すように、その両端部には開口部２１（２１ａ、２１ｂ）が形成される。このため、等速自在継手内のグリース等の潤滑剤がシャフト１に流入させないように、図３に示すように、各開口部２１（２１ａ、２１ｂ）が栓部材２２（２２ａ，２２ｂ）にて塞がれている。

栓部材２２は、開口部２１に嵌入される本体部２３と、シャフト端面２４に係合する鍔部２５とからなる。この場合、本体部２３は、図２に示すシャフト１の開口部２１の断面形状に対応する断面形状とされる。すなわち、周方向に沿って１２０°で配設される３つの凸部を有するものである。なお、鍔部２５の外面２５ａは凸球面とされる。

また、この等速自在継手は軸方向調芯材３０を備えている。この場合、軸方向調芯材３０は、コイルスプリングからなる弾性材３１にて構成され、外側継手部材６のカップ部１２の底壁１２ａに設けられた嵌合孔部３２に嵌合され、この嵌合孔部３２から突出した突出部が前記栓部材２２の鍔部２５の外面２５ａに当接している。すなわち、弾性材３１のステム側端部３１ａが嵌合孔部３２に嵌合し、弾性材３１の継手開口側の端部３１ｂが栓部材２２の鍔部２５と接触する。このため、弾性材３１はその弾性力によって、鍔部２５を介してシャフト１を継手開口部側へ押圧している。

従って、シャフト１が、その両端側がシャフト軸方向中心に向かって押圧され、シャフト１は、そのシャフト軸方向中心が一対の等速自在継手２，３間の中央に配置されるように設定される。また、鍔部２５の外面２５ａが凸球面であるので、等速自在継手が作動角を取った際に、追従することができる。

栓部材２２として、金属製であっても、樹脂製であってもよい。すなわち、栓部材２２の材質は、本体部２３がシャフト１の開口部に嵌入（例えば、圧入）されて、自由状態乃至使用状態において、その嵌入状態が維持され、シャフト１内に潤滑剤等が浸入しなければよい。このため、使用環境等に応じて、種々の金属や種々の樹脂を用いることができる。なお、シャフト１内に潤滑剤を流入させないためには、シャフト内に発泡ウレタン等の内部充填材を充填してもよい、

各等速自在継手２，３は、外側継手部材６の開口部がブーツ３５にて塞がれている。ブーツ３５は、大径部３５ａと、小径部３５ｂと、大径部３５ａと小径部３５ｂとを連結する蛇腹部３５ｃとからなる。大径部３５ａが外側継手部材６の外径面の開口側端部のブーツ装着部３６に外嵌され、ブーツバンド３７にてこのブーツ装着部３６に締め付けられている。また、小径部３５ｂがシャフト１の本体部１７に形成されたブーツ嵌合凹溝からなるブーツ装着部３８に外嵌され、ブーツバンド３９にてこのブーツ装着部３８に締め付けられている。

ところで、このシャフト１は、内輪構成部１８の外径、ブーツ嵌合凹溝、長手寸法（軸方向長さ寸法）など必要に応じて切削加工を実施した後、熱処理を行う。熱処理は、高周波焼入れ、浸炭焼入れ、ずぶ焼入れを適用することができる。焼き入れする場合、図７（ａ）に示すように、シャフト全長にわたって形成しても、図７（ｂ）に示すように、内輪構成部１８のみに形成してもよい。なお、図７において、クロスハッチング部が熱処理部（硬化部）を示している。高周波焼入れの場合、図７（ｂ）に示すように、少なくとも内輪構成部１８のトラック溝８および球面部（外径面）７を焼入れすることになる。

このように、硬化部を形成する場合、図７では、肉厚全体を硬化させていたが、表面部のみ焼入れしてもよい。すなわち、肉厚等に応じて焼入れし易い方を選択すれば良い。また、プレス加工時の精度に応じて、焼入鋼切削および研削で内輪係形成部の外径やトラック溝の仕上げ加工を行う。

本発明の動力伝達機構では、内側継手部材９とシャフト１を一体化構造とすることにより、内側継手部材９にシャフト１との結合のためのスプラインを成形する必要がなくなる。このため、従来構造のようにトルク伝達ボール１０のピッチ円径を小さくした場合に内側継手部材のボール溝底からスプライン間の肉厚が不足して強度を確保できないという課題を解消した。

ボール個数を３個にすることで、ボールピッチ径が小さくても、ボール径を大きくとり、トラックの肩肉厚やトラック深さは確保できる。このため、隙間精度やトラック精度を厳重に管理する必要がない。また、保持器１０のポケット２０間の肉厚を確保し易く、強度的にも有利である。そのため、従来の６個、８個ボールタイプよりコンパクト化が容易となる。

ところで、回転中、角度をとった状態でトルク伝達するとき、内部部品Ｓ間の相互摩擦によって摺動式等速自在継手で誘起スラストが発生する。特に３次の誘起スラストが大きいと、車両の発進、加速時にエンジンマウントと共振して、横揺れを発生させることがある。しかしながら、３個ボールの場合、誘起スラストの３次成分が大きいが、トラック溝をシャフト両側で位相差を付けることで、相殺されて、全体の誘起スラストは低減する。

次の表１に、誘起スラストの３次成分の位相差の影響を調べた結果を示している。この場合、横軸に作動角を示し、縦軸に誘起スラストの３次成分を示す。そして、位相差を、０°と２０°と４０°と６０°とに付いて調べた。誘起スラストを低減する効果は、位相差が６０°が最大であった。

このように、本発明では、トラック溝５，８をシャフト両側で６０°の位相差を設けたため、シャフト両側の等速自在継手２，３から発生する回転３次の誘起スラスト力が相殺され、動力伝達機構全体の誘起スラスト力が低減する。内側継手部材（内輪）とシャフトを一体化するため、スプライン嵌合のように歯のピッチ分位相がずれることもない。また、内輪一体シャフト製作時に両端のトラック溝を逆位相としているため、動力伝達機構の組立で位相合せをする必要がなく、同位相で組立ててしまう誤組みを防止できる。ダブルオフセット型とすることで、大型の鍛造プレス機は不要で、内輪一体シャフトを製造しやすく、トリポード型よりコスト低減が図れる。

内輪構成部１８をプレス加工等の塑性加工にて成形できるので、生産性に優れ、また、パイプ素材に焼鈍及び／又は潤滑皮膜処理が施すことによってプレス成形性の向上を図ることができる。ブレス加工を、冷間で行えば、旋削、研削などの仕上げ加工を減らしたり、省略することが可能となり、コスト低減に寄与する。

内輪構成部１８に焼入れ処理が施されれば、強度的に安定する。また、栓部材２２で塞ぐようにすれば、等速自在継手内のグリース等の潤滑剤がシャフトに流入せず、等速自在継手内の潤滑剤の充填量が減少せず、円滑な動力伝達動作が長期にわたって可能となる。

保持器１０の外径面１１ａの球面中心Ｏａを、保持器１０の内径面１１ｂの球面中心Ｏｂよりも継手開口側に配置するようにすれば、組み込み性の向上を図ることができる。軸方向調芯材３１を配置するようにすれば、各等速自在継手２，３は、内輪構成部１８（１８ａ，１８ｂ）の位置決めを行うことができ、等速自在継手２，３としての機能を安定して発揮する。栓部材２２がこの軸方向調芯材３１の反力受けを構成するものであれば、潤滑剤がシャフトに流入するのを防止する栓部材２２と、受け部材とを兼用でき、部品点数の減少を図ることができる。また、シャフト１の内輪構成部１８が非中空体であれば、栓部材２２を必要とせず、部品点数および組立工数の減少を図ることができる。

抜け規制手段１５を設ければ、内部部品Ｓの外側継手部材６からの抜けを規制でき、取り扱い性に優れたものとなる。また、保持器１０を金属焼結材にて構成でき、低コストは達成できる。

なお、この動力伝達機構のように、内輪一体シャフトでは、このシャフト単品状態において、ブーツ３５を取り付けておくことになる。この場合、ブーツ３５が例えばＣＲ(クロロプレンゴム)製であれば、比較的伸び易いため、ブーツ小径部３５ｂを拡径する治具（例えば円錐形状の治具）を用いれば、内輪一体シャフトの両端の内輪構成部を乗り越えて、シャフト１にブーツ３５を取り付けることができる。

また、動力伝達機構がリア駆動用で作動角が低いため、車両への組付け性を確保するだけの作動角（３０°以下）を考慮し、ブーツ３５の蛇腹数を２山程度する。これによって、コンパクト化を図ることができる。

図８は他の実施形態を示し、この場合、図９と図１０に示すように、シャフト１は、一対の内輪構成部１８（１８ａ，１８ｂ）と、これらを連設する直線状のシャフト本体部１７とからなり、内輪構成部１８（１８ａ，１８ｂ）とシャフト本体部１７が接合一体化されている。この場合の内輪構成部１８は、内輪部４０と、内輪部４０に連設される端軸部４１とからなる。なお、図９と図１０とにおいて、４５は接合部を示している。また、内輪部４０と端軸部４１とからなる内輪構成部１８としては、例えば、バー材ビレットから多段式鍛造機等で冷間成形することができる。この場合、シャフト本体部１７として、パイプ素材を用いたり、中実のものを用いることができる。

内輪部４０は、その外径面７にトラック溝８が形成され、その内部には内外を仕切る仕切壁４２が形成されている。そして、内輪構成部１８の端軸部４１の端面と、シャフト本体部１７の端面とが、接合手段にて接合される。仕切壁４２は、この内輪構成部１８を成形する際の鍛造プレス時に形成することができる。このように、仕切壁４２を構成することによって、継手奥側に弾性材３１が嵌合される嵌合凹部４３が形成される。このため、弾性材３１のステム側端部３１ａが嵌合孔部３２に嵌合し、弾性材３１の継手開口側の端部３１ｂが嵌合凹部４３に嵌合する。なお、嵌合凹部４３は、等速自在継手２（３）が作動角を取る際に弾性材３１がその妨げにならないように、その周壁４３ａと弾性材３１との間に隙間が設けられている。

接合手段としては、摩擦圧接、電子ビーム溶接、レーザ溶接等の種々の接合方法を採用できる。摩擦圧接とは、接合する金属を高速で擦り合わせ、その時に生じる摩擦熱によって部材を軟化させると同時に圧力を加えて原子同士を金属融合させて接合方法である。電子ビーム溶接とは、フェラメントから放電された電子の衝突を利用する溶接方法である。レーザ溶接とは、レーザビームを当ててその光エネルギーにより溶接部を加熱して行う溶接方法である。なお、このように、接合手段を用いて接合する場合、内輪構成部１８（内輪部４０と端軸部４１とからなる）単品に対して旋削加工を行った後、シャフト本体部１７と接合し、熱処理、仕上げ加工等を行うようにしても、内輪構成部１８単品で最終工程まで仕上げ、その後、シャフト本体部１７と接合するようにしてもよい。

この場合も、トラック溝８が周方向に沿って１２０°ピッチで３個配設されている。っそして、図１１に示すように、一方（アウトボード側）の等速自在継手２のトラック溝８と、他方（インボード側）の等速自在継手３のトラック溝８とは、周方向に６０度ずれている。このため、前記接合手段として、トラック溝８の位相合わせの精度が確保しやすい電子ビーム溶接やレーザ溶接が適している。

この図８に示す外側継手部材６は、前記した図１等に示した等速自在継手の外側継手部材６と同様な構成であるので、同一部材については、図１等に記載した等速自在継手２，３と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

この場合、内輪部４０に仕切壁４２が形成されているので、前記図１等に示すような栓部材を必要としない。しかも、この仕切壁４２にて、軸方向調芯材３０を構成する弾性材３１を受けることができる。

このように、図８等に示す動力伝達機構であっても、図１等に示す動力伝達機構と同様の作用効果を奏する。シャフト１が、内輪構成部１８とシャフト本体部１７が接合一体化されてなるものであれば、各部材を別々に製造することができ、生産性や取り扱い性に優れる。特に、内輪構成部１８は仕切壁４２を有するので、図１等に示す栓部材２２を必要とせず、部品点数の削減および組立性の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、シャフト１として、複数個の部材を接合する場合、図１０では、３つの部材で構成したが、３つに限るものではなく、４個以上であってもよい。また、軸方向調芯材３１を構成する弾性材として、前記実施形態では、コイルスプリングを用いたが、ゴム材や樹脂材等からなる弾性材であってもよい。

１ シャフト
２，３ 各等速自在継手
４ 内径面
５，８ トラック溝
６ 外側継手部材
７ 外径面
９ 内側継手部材
１０ トルク伝達ボール
１１ａ 外径面
１１ｂ 内径面
１１ 保持器
１５ 規制手段
１７ シャフト本体部
１８、１８ａ，１８ｂ 内輪構成部
２１ 開口部
２２ 栓部材
３０ 軸方向調芯材
３１ 弾性材
Ｓ 内部部品

Claims (9)

1. シャフトと、シャフトの一端部に連設される第１の等速自在継手と、シャフトの他端部に連設される第２の等速自在継手を備えた動力伝達機構であって、
   前記第１の等速自在継手と第２の等速自在継手とを、内径面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内径面と内側継手部材の外径面との間に介在してボールを保持する保持器とを備え、前記保持器の内径面の球面中心と保持器の外径面の球面中心とが、ボール中心を含む継手中心面に対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされているダブルオフセット型等速自在継手とし、トルク伝達ボールが３個であり、前記内側継手部材は、前記トラック溝が形成された内輪構成部を有し、この内輪構成部が前記シャフトと一体化構造にて形成され、第１の等速自在継手と第２の等速自在継手とは、その内輪構成部のトラック溝が周方向に６０度ずれていることを特徴とする動力伝達機構。
2. 前記シャフトがパイプ素材からなり、一体化構造にて連設されている内輪構成部が塑性加工にて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構。
3. シャフトは、一対の内輪構成部と、これらを連設する直線状のシャフト本体部とからなり、内輪構成部とシャフト本体部が接合一体化されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の動力伝達機構。
4. 両等速自在継手において、保持器の外径面の球面中心を、保持器の内径面の球面中心よりも継手開口側に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の動力伝達機構。
5. 両等速自在継手において、外側継手部材と内輪構成部との間に軸方向調芯材を内装したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に動力伝達機構。
6. 両等速自在継手において、シャフトの端部開口部を栓部材で塞いでおり、前記軸方向調芯材が弾性材からなり、前記栓部材がこの弾性材の反力受けを構成することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の動力伝達機構。
7. シャフトの内輪構成部が非中空体であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の動力伝達機構。
8. 等速自在継手の外側継手部材の開口部に、トルク伝達ボールと保持器と内輪構成部とを備えた内部部品の外側継手部材からの抜けを規制する抜け規制手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の動力伝達機構。
9. 保持器を金属焼結材にて構成したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の動力伝達機構。

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