WO2010140487A1

WO2010140487A1 - ドライブシャフトおよびドライブシャフトの組立方法

Info

Publication number: WO2010140487A1
Application number: PCT/JP2010/058581
Authority: WO
Inventors: 賢二山田; 真一高部; 正純小林; 千佳也榛葉
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2010-12-09
Also published as: JP5410163B2; CN102439326B; CN102439326A; JP2010281341A

Abstract

　等速自在継手の外側継手部材の外径サイズを抑えることができ、しかも、軽量化を図ることができるとともに、部品点数や組立工数の増加を招かないドライブシャフトを提供する。　アウトボード側の等速自在継手４１と、インボード側の等速自在継手４２と、両等速自在継手４１，４２を連結するトルク伝達用シャフト４３とを備えるドライブシャフトである。各等速自在継手４１，４２は、外側継手部材５３，１０３と、内側継手部材５６、１０６と、トルク伝達部材とを備えた摺動型等速自在継手である。内側継手部材５６、１０６は、外側継手部材５３，１０３に収容される内輪構成部７２，１２２を有する。内輪構成部７２，１２２にシャフト構成部７３，１２３が一体構造にて連設される。アウトボード側の等速自在継手４１のシャフト構成部７３と、インボード側の等速自在継手４２のシャフト構成部１２３とが突き合わせ状に接合されている。

Description

ドライブシャフトおよびドライブシャフトの組立方法

　本発明は、アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、一端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手に連結されるシャフトとを備えたドライブシャフトおよびドライブシャフトの組立方法に関する。

　ドライブシャフトは、図１０に示すように、アウトボード側の等速自在継手１と、インボード側の等速自在継手２と、一端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手２に連結されるシャフト３とを備える（特許文献１）。アウトボード側の等速自在継手１が２軸間の角度変位のみを許容する固定型であり、インボード側の等速自在継手２が角度変位および軸方向変位を許容する摺動型である。

　すなわち、アウトボード側の等速自在継手１は、外側継手部材としての外輪５と、外輪５の内側に配された内側継手部材としての内輪６と、外輪５と内輪６との間に介在してトルクを伝達する複数のボール７と、外輪５と内輪６との間に介在してボール７を保持するケージ８とを主要な部材として構成される。内輪６はその孔部内径６ａにシャフト３の端部３ａを嵌入することによりスプライン嵌合してシャフト３とトルク伝達可能に結合されている。

　外輪５はその内球面１３に、軸方向に延びた複数のトラック溝１４が円周方向等間隔に形成されている。内輪６は、その外球面１５に、軸方向に延びた複数のトラック溝１６が円周方向等間隔に形成されている。

　外輪５のトラック溝１４と内輪６のトラック溝１６とは対をなし、各対のトラック溝１４，１６で構成されるボールトラックに１個ずつ、トルク伝達要素としてのボール７が転動可能に組み込んである。ボール７は外輪５のトラック溝１４と内輪６のトラック溝１６との間に介在してトルクを伝達する。ケージ８は外輪５と内輪６との間に摺動可能に介在し、外球面にて外輪５の内球面と接し、内球面にて内輪６の外球面と接する。なお、この場合の等速自在継手は、ツェパー型を示している。

　また、外輪５の開口部はブーツ１８にて塞がれている。ブーツ１８は、大径部１８ａと、小径部１８ｂと、大径部１８ａと小径部１８ｂとを連結する蛇腹部１８ｃとからなる。大径部１８ａが外輪５の開口部に外嵌され、この状態でブーツバンド１９ａにて締結され、小径部１８ｂがシャフト３のブーツ装着部３ｂに外嵌され、この状態でブーツバンド１９ｂにて締結されている。

　インボード側の等速自在継手２は、ダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ型等速自在継手）とされ、円筒状の内径面２１に複数の直線状のトラック溝２２を軸方向に形成した外側継手部材としての外輪２３と、球面状の外径面２４に複数の直線状のトラック溝２５を軸方向に形成した内側継手部材としての内輪２６と、外輪２３のトラック溝２２と内輪２６のトラック溝２５とが協働して形成されるボールトラックに配された複数のトルク伝達ボール２７と、トルク伝達ボール２７を保持する保持器２８とで構成される。内輪２６はその孔部内径２６ａにシャフト３の端部３ｃを嵌入することによりスプライン嵌合してシャフト３とトルク伝達可能に結合されている。

　また、外輪２３の開口部はブーツ３０にて塞がれている。ブーツ３０は、大径部３０ａと、小径部３０ｂと、大径部３０ａと小径部３０ｂとを連結する蛇腹部３０ｃとからなる。大径部３０ａが外輪２３の開口部に外嵌され、この状態でブーツバンド３１ａにて締結され、小径部３０ｂがシャフト３のブーツ装着部３ｄに外嵌され、この状態でブーツバンド３１ｂにて締結されている。

　インボード側の等速自在継手２では、内輪２６とボール２７と保持器２８等で構成される内部部品Ｓは、外輪２３を軸方向に沿って往復動する。このため、外輪２３の開口部側には、内部部品Ｓの抜けを規制する抜け止め手段３５が設けられている。抜け止め手段３５は、一般的には、外輪２３の内径面の開口部側に周方向溝３６を設け、この周方向溝３６に止め輪３７を嵌着してなるものである。

　近年、自動車の低燃費化に伴い、等速自在継手に対しても軽量・コンパクトなものが要求されている。そのため、従来には、トルク伝達ボールを８個とするとともに、トルク伝達ボールのピッチ円直径と前記トルク伝達ボールの直径との比を、所定範囲に設定するようにしたものがある（特許文献２）。このように設定することによって、「より一層のコンパクト化を図ることができると同時に、比較品（６個トルク伝達ボール）と同等以上の強度、負荷容量、耐久性、作動角を確保することができる。」ようにしている。

特開２００６－４８１０１号公報特許３８５９２９５号公報

　しかしながら、前記特許文献２に記載のものでは、外輪の外径サイズは、この特許文献２の表２に記載されたものが限度である。すなわち、このようなＤＯＪ型等速自在継手において、強度・耐久性を確保しながら、表２に示される寸法よりもさらに外輪の外径サイズを抑制して軽量コンパクト化を図ることが困難となっていた。これは、外輪の外径サイズを抑制するために、トルク伝達ボールのピッチ円径を小さくすると、内輪において肉厚が小さく強度不足となる部位が発生するためである。肉厚が小さく強度不足となる部位とは、内輪のトラック溝の溝底と、内輪の内径面に設けられた雌スプラインの間の部位である。また、強度不足となる部位の肉厚を確保するためにトルク伝達ボールのボール径を小さくすると、ボール溝の接触面での面圧の上昇を招き、耐久性が低下する問題がある。

　本発明は、上記課題に鑑みて、等速自在継手の外側継手部材の外径サイズを抑えることができ、しかも、軽量化を図ることができるとともに、部品点数や組立工数の増加を招かないドライブシャフトを提供する。

　本発明の第１のドライブシャフトは、アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、一端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手に連結されるトルク伝達用シャフトとを備え、各等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されてトルクを伝達するトルク伝達部材とを備えた摺動型等速自在継手であるドライブシャフトにおいて、各等速自在継手の内側継手部材は、前記外側継手部材に収容される内輪構成部を有し、この内輪構成部に前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設され、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部とが突き合わせ状に接合されているものである。

　本発明の第２のドライブシャフトは、アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、一端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手に連結されるトルク伝達用シャフトとを備え、各等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されてトルクを伝達するトルク伝達部材とを備えた摺動型等速自在継手であるドライブシャフトにおいて、各等速自在継手の内側継手部材は、前記外側継手部材に収容される内輪構成部を有し、この内輪構成部に前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設され、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、中間シャフトを介して直線状に接合しているものである。

　ところで、内側継手部材の内径面にシャフトを嵌入する場合、内側継手部材の強度確保のために、内側継手部材の肉厚を比較的厚くする必要があり、内側継手部材が収容される外側継手部材は、その外径寸法を小さくするのに限界があった。本発明のように、内輪構成部とトルク伝達用シャフトとを一体構造とすれば、内輪内径面にシャフトを嵌入する必要がない。このため、内輪構成部の外径寸法を、トラック溝を浅くすることなく、小さくでき、これにともなって、トラック溝を浅くすることなく、外側継手部材の外径寸法を小さくできる。

　また、このドライブシャフトは、トルク伝達用シャフトのアウトボード側の端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに、トルク伝達用シャフトのインボード側の端部がインボード側の等速自在継手に連結される。このため、内輪構成部とトルク伝達用シャフトとが一体構造であれば、トルク伝達用シャフトの両端部に内輪構成部が設けられることになる。したがって、内輪構成部とトルク伝達用シャフトとが一体構造のものを用いれば、各等速自在継手にブーツを装着する際には、ブーツのシャフト取付部（小径部）の内径寸法を、内輪構成部を通過できるような寸法とする必要がある。ところが、ブーツのシャフト取付部（小径部）の内径寸法をこのような寸法とすれば、このシャフト取付部（小径部）の内径寸法は、シャフトのブーツ取付部の外径寸法よりも大きくなる。このままの状態で、ブーツのシャフト取付部をシャフトのブーツ取付部に装着した場合、密着性に劣り、シール性機能を発揮することができない。このため、シャフトのブーツ取付部を、ブーツの小径部の内径寸法に対応するような大径にする必要がある。このように、シャフトのブーツ取付部の大型化を図れば、シャフトの重量化を招くとともに、大型化を図るための部材を必要として、部品点数の増加と組立工数の増加を招く。

　そこで、本発明の第１のドライブシャフトでは、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部とを接合することによって、トルク伝達用シャフトを構成することになる。また、本発明の第２のドライブシャフトでは、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、中間シャフトを介して直線状に接合することによって、１本のトルク伝達用シャフトを構成することになる。このため、これらのドライブシャフトでは、各シャフト構成部の反内輪構成部側においては、内輪構成部のような大径部が形成されていない。したがって、ブーツのシャフト取付部の内径寸法を内輪構成部を通過できるような大径とする必要がない。

　アウトボード側の等速自在継手とインボード側の等速自在継手とは、外側継手部材の外形形状のみが相違する共通設計品であるのが好ましい。

　外側継手部材の内径面の開口部側に、塑性加工によって内径側へ突出して、内輪構造部を含む内部部品に係止する抜け止め部を設けることができる。また、外側継手部材のトラック溝の開口部側に、塑性加工によって内径側へ突出して、内輪構造部を含む内部部品に係止する抜け止め部を設けることができる。

　抜け止め部を設ければ、外側継手部材内において内部部品が開口側へ移動した際に、抜け止め部に内部部品が係止する。これによって、内部部品の外側継手部材からの抜けを規制することができる。しかも、抜け止め部は、塑性加工によって内径側へ突出するように形成するものであるので、従来のような止め輪を必要としない。

　アウトボード側の等速自在継手とインボード側の等速自在継手とは、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摺動型等速自在継手であるのが好ましい。この場合、保持器の外径面の球面中心が保持器の内径面の球面中心よりも継手開口側に配置されるのが好ましい。これによって、内部部品のスライド量に対する外側継手部材の深さ（カップ深さ）を、保持器の内径面の球面中心が保持器の外径面の球面中心よりも継手開口側に配置されるものよりは浅くできる。

　通常、アウトボード側の等速自在継手に固定型等速自在継手を用い、インボード側の等速自在継手に摺動型等速自在継手を用いる。このため、インボード側の等速自在継手に摺動型等速自在継手でもって、ドライブシャフトの全軸方向スライド量を負担するものである。従って、摺動型等速自在継手における外側継手部材のカップ部（内側継手部材が収容される部位）の長さ（深さ）をそのスライド量に対応するように長く（深く）する必要がある。

　しかしながら、アウトボード側の等速自在継手とインボード側の等速自在継手とで軸方向スライド量を分担できれば、各等速自在継手の外側継手部材のカップ部の深さを浅くできる。

　このドライブシャフトはリアドライブシャフトに用いるのが好ましい。

　本発明の第１のドライブシャフトの組立方法は、アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、一端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手に連結されるトルク伝達用シャフトとを備えたドライブシャフトの組立方法であって、前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設された内輪構成部を外側継手部材に収容してなるアウトボード側の等速自在継手と、前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設された内輪構成部を外側継手部材に収容してなるインボード側の等速自在継手とを組立てた後、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部の端面と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部の端面とを突き合わせて接合するものである。

　本発明の第２のドライブシャフトの組立方法は、アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、一端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手に連結されるトルク伝達用シャフトとを備えたドライブシャフトの組立方法であって、前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設された内輪構成部を外側継手部材に収容してなるアウトボード側の等速自在継手と、前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設された内輪構成部を外側継手部材に収容してなるインボード側の等速自在継手とを組立てた後、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部とを中間シャフトを介して直線状に接合するものである。

　本発明のドライブシャフトでは、内輪構成部とトルク伝達用シャフトとを一体構造とすることによって、従来のこの種のドライブシャフトと同様の耐久性やトルク負荷容量等を確保したまま外側継手部材の外径寸法を小さくできる。これによって、軽量化及びコンパクト化を達成できる。

　しかも、第１のドライブシャフトや第２のドライブシャフトでは、各等速自在継手にブーツを装着する場合に、ブーツのシャフト取付部の内径寸法を内輪構成部を通過できるような大径とする必要がない。このため、シャフト構成部のブーツ取付部を大径化する必要がなく、シャフトの重量化を招かず、大型化を図るための部材を必要とせず、部品点数や組立工数の増加を招かない。

　アウトボード側の等速自在継手とインボード側の等速自在継手とが、外側継手部材の外形形状のみが相違する共通設計品であれば、用いる構成部品の大半の共通化を図ることが可能である。このため、これらの部品を製造するための設備の共通化を図ることができ、低コスト化を達成できる。しかも、組立性の向上を図ることができる。

　中間シャフトと、シャフト構成部とでもってトルク伝達用シャフトを構成する場合、各シャフト構成部の長さ寸法を短く設定できる。このため、各等速自在継手は取扱い易いものとなって、組立作業性に優れる。

　塑性加工によって内径側へ突出するように抜け止め部を形成したものであれば、別部材の規制部材を外側継手部材等に別途設ける必要がない。このため、従来必要としていたサークリップ溝加工が不要となって、生産性の向上を図るとともに、サークリップ（止め輪）を必要とせず、部品点数の減少を図ってコストの低減及び組立性の向上を達成できる。しかも、内部部品の抜けを確実に防止することができる。

　保持器の外径面の球面中心が保持器の内径面の球面中心よりも継手開口側に配置されるものでは、内部部品のスライド量に対する外側継手部材の深さ（カップ深さ）を、浅くでき、継手の軽量化を図ることができる。

　アウトボード側の等速自在継手とインボード側の等速自在継手とで軸方向スライド量を分担できれば、各等速自在継手の外側継手部材のカップ部の深さを浅くできる。これによって、外側継手部材の軽量化およびコンパクト化を図ることができる。

　アウトボード側の等速自在継手とインボード側の等速自在継手とを、ダブルオフセット型等速自在継手を用いれば、大きな作動角を必要としないリアドライブシャフトに最適なものとなる。

　本発明の第１のドライブシャフトの組立方法によれば、アウトボード側の等速自在継手とインボード側の等速自在継手とを組立てた後、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部の端面と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部の端面とを突き合わせるものであり、ブーツの組み付け性の向上を図ることができる。また、本発明の第２のドライブシャフトの組立方法によれば、アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手とを組立てた後、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部とを中間シャフトを介して直線状に接合するものであり、第１のドライブシャフトの組立方法と同様、ブーツの組み付け性の向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態のドライブシャフトの断面図である。前記図１におけるドライブシャフトのアウトボード側の等速自在継手の断面図である。前記図１におけるドライブシャフトのインボード側の等速自在継手の断面図である。前記図１におけるドライブシャフトの等速自在継手の保持器の断面図である。インボード側の第１変形例を示す等速自在継手の断面図である。前記図５の等速自在継手の要部拡大断面図である。インボード側の第２変形例を示す等速自在継手の断面図である。前記図７の等速自在継手の要部拡大断面図である。本発明の第２実施形態のドライブシャフトの断面図である。従来のドライブシャフトの断面図である。

以下本発明の実施の形態を図１～図９に基づいて説明する。

　図１に本発明に係るドライブシャフトを示し、このドライブシャフトは、アウトボード側の等速自在継手４１と、インボード側の等速自在継手４２と、一端部がアウトボード側の等速自在継手４１に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手４２に連結されるトルク伝達用シャフト４３とを備える。

　両等速自在継手４１、４２は、図２と図３に示すように、それぞれ、内径面５１、１０１に複数のトラック溝５２，１０２が形成された外側継手部材５３，１０３と、外径面５４，１０４に複数のトラック溝５５，１０５が形成された内側継手部材５６，１０６と、前記外側継手部材５３，１０３のトラック溝５２，１０２と内側継手部材５６，１０６のトラック溝５５，１０５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５７，１０７と、前記外側継手部材５３，１０３の内径面５１，１０１と内側継手部材５６，１０６の外径面との間に介在してボール５７，１０７を保持する保持器５８，１０８とを備える。

　外側継手部材（外輪）５３，１０３は、内径面５１，１０１にトラック溝５２，１０２が形成された円筒状のマウス部６０，１１０と、このマウス部６０，１１０の底壁から突設されるステム部５９，１０９とを備える。トラック溝５２，１０２は、マウス部６０，１１０の軸方向に沿って延び、例えば円周方向に沿って６０°ピッチで６つ配設されている。

　内側継手部材５６、１０６は、外径面５４，１０４に複数のトラック溝５５，１０５が形成された内輪構成部７２、１２２と、この内輪構成部７２，１２２に一体構造にて連設されるシャフト構成部７３，１２３からなる。すなわち、内側継手部材５６，１０６は、一体構造である内輪構成部７２，１２２とシャフト構成部７３、１２３とを構成する１本の軸部材からなる。この軸部材は、中心孔６４，１１４を有する中空軸７０，１２０である。この内側継手部材５６，１０６のトラック溝５５，１０５も、外側継手部材５３，１０３のトラック溝５２，１０２に対応して、例えば円周方向に沿って６０°ピッチで６つ配設されている。

　保持器５８，１０８には例えば周方向に沿って６０°ピッチで６個のポケット６５，１１５が設けられ、このポケット６５，１１５にボール５７，１０７が保持される。また、図４に示すように、保持器５８，１０８の内径面５８ｂ、１０８ｂの球面中心Ｏｂと保持器５８，１０８の外径面５８ａ、１０８ａ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Ｔだけ反対側にオフセットされている。この場合、保持器５８、１０８の外径面５８ａ、１０８ａの球面中心Ｏａが保持器５８の内径面５８ｂ、１０８ｂの球面中心Ｏｂよりも継手開口側に配置されている。このように、各等速自在継手４１，４２は、摺動式のダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ型等速自在継手）である。

　内側継手部材５６、１０６の内輪構成部７２，１２２における外径面５４，１０４およびトラック溝表面に熱硬化処理が施されている。この場合、内輪構成部７２，１２２及びシャフト構成部７３，１２３を構成する中空軸７０，１２０の外径面全体に対して熱硬化処理を施すようにしてもよい。熱硬化処理は、高周波焼入れや浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。ここで、高周波焼入れとは、高周波電流の流れているコイル中に焼入れに必要な部分を入れ、電磁誘導作用により、ジュール熱を発生させて、伝導性物体を加熱する原理を応用した焼入れ方法である。また、浸炭焼入れとは、低炭素材料の表面から炭素を浸入／拡散させ、その後に焼入れを行う方法である。なお、高周波焼入れの場合、少なくとも、内輪構成部７２，１２２における外径面５４，１０４およびトラック溝表面に硬化処理がなされる。この中空軸７０，１２０としては、例えば、機械構造用炭素鋼鋼材や構造用鋼鋼材等にて構成され、熱硬化処理部の硬度を、例えば、５０～６５ＨＲＣ程度とされる。

　これら等速自在継手４１、４２にはブーツ８０，１３０が装着されている。ブーツ８０，１３０は、大径部８０ａ、１３０ａと、小径部８０ｂ、１３０ｂと、大径部８０ａ、１３０ａと小径部８０ｂ、１３０ｂとを連結する蛇腹部８０ｃ、１３０ｃからなる。

　この場合、外側継手部材５３，１０３のマウス部６０，１１０の開口部外周面に、ブーツ装着用凹溝８３、１３３を有するブーツ装着部８２，１３２が形成される。そして、このブーツ装着部８２，１３２にブーツ８０，１３０の大径部８０ａ、１３０ａが外嵌され、ブーツ８０，１３０の大径部８０ａ、１３０ａの外周面に設けられたバンド嵌合溝にブーツバンド８４，１３４が嵌合されて締め付けられる。これによって、ブーツ８０，１３０の大径部８０ａ、１３０ａが外側継手部材５３，１０３のマウス部６０，１１０の開口部外周面に取付られる。

　また、シャフト構成部７３，１２３には、ブーツ装着用凹溝８５，１３５を有するブーツ装着部８６，１３６が形成される。そして、このブーツ装着部８６，１３６にブーツ８０，１３０の小径部８０ｂ、１３０ｂが外嵌され、ブーツ８０、１３０の小径部８０ｂ、１３０ｂの外周面に設けられたバンド嵌合溝８７，１３７にブーツバンド８８，１３８が嵌合されて締め付けられる。これによって、ブーツ８０，１３０の小径部８０ｂ、１３０ｂがシャフト構成部７３，１２３のブーツ装着部８６，１３６に取付られる。

　アウトボード側の等速自在継手４１と、インボード側の等速自在継手４２とを比べた場合、外側継手部材５３，１０３の外形形状のみが相違し、他の部位は同じ形状である。このため、本発明においては、外側継手部材５３，１０３の外形形状のみ異なり、他の部位は共通の設計となっている。

　この場合、アウトボード側の等速自在継手４１と、インボード側の等速自在継手４２とは、アウトボード側の等速自在継手４１のシャフト構成部７３と、インボード側の等速自在継手４２のシャフト構成部１２３とが突き合わせ状に接合されている。すなわち、シャフト構成部７３の端面７３ａとシャフト構成部１２３の端面１２３ａとを接合することによって、トルク伝達用シャフト４３が構成される。

　接合（金属接合法）には、リベット接合、ねじ接合、又は圧入等の機械的接合法と、溶融溶接、圧接、ろう付け等の冶金的溶接法とがあり、シャフト構成部７３とシャフト構成部１２３との接合は、これらの種々の接合法を用いることができる。ここで、溶融溶接は、溶接材料を使用し溶接材料と接合すべき母材を一緒に熱を加えて溶かして母材と母材をつなぐ方法である。圧接は、多少の熱を加えるか、または全く加えないで圧力でつなぐ方法である。ろう付けは、母材を溶かさないでろう（溶和材）だけを溶解して、つなぎ合わす金属の境界に流しこんで接合する方法である。

　溶融溶接を行う場合、例えば、レーザ溶接が好ましい。レーザ溶接とは、レーザ光を熱源として主として金属に集光した状態で照射し、金属を局部的に溶融・凝固させることによって接合する方法のことである。レーザ溶接は、高速深溶込み溶接が可能であり、溶接熱影響が非常に少なく、また溶接変形が少ない等の利点がある。

　圧接では、例えば、摩擦圧接法が好ましい。摩擦圧接法とは、接合する部材（たとえば金属や樹脂など）を高速で擦り合わせ、そのとき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接合する接合方法である。従来行われているアーク溶接やガス溶接等と比較すると、摩擦熱以外の熱源を必要としないこと、溶接棒やフラックスが不要であること、接合時にガスやスパッタが出ない事などから自然環境にやさしい接合法である。

　また、前記機械的接合法や冶金的溶接法とは相違して、接着剤を用いる接着であってもよい。接着剤としては、使用する金属によって、その金属にあったものを種々選択することができる。

　次に、このドライブシャフトの組立方法を説明する。まず、アウトボード側の等速自在継手４１と、インボード側の等速自在継手４２とをそれぞれ組立てる。すなわち、外側継手部材５３に、シャフト構成部７３が一体構造にて連設された内輪構成部７２を収容したアウトボード側の等速自在継手４１を組立てる。また、外側継手部材１０３に、シャフト構成部１２３が一体構造にて連設された内輪構成部１２２を収容したインボード側の等速自在継手４２を組立てる。

　次に、各等速自在継手４１，４２にブーツ８０、１３０を装着する。この場合、各シャフト構成部７３、１２３の反内輪構成部側の端部からブーツ８０、１３０を挿入して、各ブーツ８０，１３０の大径部８０ａ、１３０ａを外側継手部材５３、１０３のマウス部６０，１１０のブーツ装着部８２，１３２に外嵌するとともに、各ブーツ８０，１３０の小径部８０ｂ、１３０ｂをシャフト構成部７３、１２３のブーツ装着部８６，１３６に外嵌する。その後は、各ブーツ８０，１３０の大径部８０ａ、１３０a及び小径部８０ｂ、１３０ｂに対してブーツバンド８４，１３４、８８，１３８を締め付ける。これによって、ブーツ８０，１３０が装着された等速自在継手４１，４２を構成することができる。

　次に、この等速自在継手４１，４２のシャフト構成部７３、１２３の端面７３a,１２３ａを突き合わせ状態として、前記した種々の接合方法にてこの端面７３a,１２３ａ同士を接合する。これによって、ドライブシャフトが組立られる。

　ところで、このように組立てられたドライブシャフトは、アウトボード側の等速自在継手４１とインボード側の等速自在継手４２とが、ダブルオフセット型等速自在継手である。このため、アウトボード側の等速自在継手４１とインボード側の等速自在継手４２とでもって、ドライブシャフトとしての軸方向スライド量を分担することができる。すなわち、ドライブシャフトとして必要なスライド量をＬとした場合、アウトボード側の等速自在継手４１とインボード側の等速自在継手４２とでスライド量を分担することで、２／Ｌずつスライドできるように設定できる。

　本発明では、内輪構成部７２，１２２とトルク伝達用シャフト７３，１２３とを一体構造としているので、内輪内径面にシャフトを嵌入する必要がない。このため、内輪構成部７２，１２２の外径寸法を、トラック溝を浅くすることなく、小さくでき、これにともなって、トラック溝を浅くすることなく、外側継手部材５３，１０３の外径寸法を小さくできる。すなわち、従来のこの種のドライブシャフトと同様の耐久性やトルク負荷容量等を確保したまま外側継手部材５３，１０３の外径寸法を小さくできる。これによって、軽量化及びコンパクト化を達成できる。

　しかも、このドライブシャフトでは、各等速自在継手にブーツを装着する場合に、ブーツ８０，１３０の小径部８０ｂ，１３０ｂが、内輪構成部を通過する必要がない。すなわち、ブーツ８０，１３０の小径部８０ｂ，１３０ｂの内径寸法を内輪構成部を通過できるような大径とする必要がなく、そのため、シャフト構成部において、その大径となった小径部８０ｂ，１３０ｂの内径寸法に対応する大径部を設ける必要がない。このため、シャフト構成部７３、１２３のブーツ取付部を大径化する必要がなく、シャフトの重量化を招かず、大型化を図るための部材を必要とせず、部品点数や組立工数の増加を招かない。

　アウトボード側の等速自在継手４１とインボード側の等速自在継手４２とが、外側継手部材５３，１０３の外形形状のみが相違する共通設計品であるので、用いる構成部品の大半の共通化を図ることが可能である。このため、これらの部品を製造するための設備の共通化を図ることができ、低コスト化を達成できる。しかも、組立性の向上を図ることができる。

　アウトボード側の等速自在継手４１とインボード側の等速自在継手４２とでもって、ドライブシャフトとしての軸方向スライド量を分担することができる。このため、各等速自在継手４１，４２の外側継手部材５３，１０３のカップ部の深さを浅くできる。これによって、外側継手部材の軽量化を図ることができる。また、前記実施形態では、内輪構成部７２、１２２における外径面およびトラック溝表面に熱硬化処理が施されている。このように熱硬化処理が施されれば、各部品同士が摺動することによって生ずる磨耗を減少させ、長期に渡って等速自在継手としての機能を発揮することができる。

　保持器５８、１０８の外径面５８ａ、１０８ａの球面中心Ｏａが保持器５８、１０８の内径面５８ｂ、１０８ｂの球面中心Ｏｂよりも継手開口側に配置されるものでは、内部部品Ｓ（内輪構成部７２，１２２と、ボール５７，１０７と保持器５８，１０８等で構成される部品）のスライド量に対する外側継手部材５３の深さ（カップ深さ）を、例えば３ｍｍ～８ｍｍ程度減少させることができる。このため、継手の軽量化を図ることができる。　

　アウトボード側の等速自在継手４１とインボード側の等速自在継手４２とを、ダブルオフセット型等速自在継手を用いれば、大きな作動角を必要としないリアドライブシャフトやプロベラシャフトに最適なものとなる。

　図５は、インボード側の等速自在継手４２の第１変形例を示し、この場合、外側継手部材１０３のトラック溝１０２の開口部側に、塑性加工によって内径側へ突出する抜け止め部１４０が設けられている。図６に示すように、この抜け止め部１４０は、外輪奥側から開口側に向かって内径側へ傾斜する傾斜面１４１と、この傾斜面１４１の開口端から連設される径方向端面１４２とを有する断面直角三角形状の突起部１４３にて構成される。なお、この抜け止め部１４０は、例えば、図示省略の加締加工具の加締部を、トラック溝１０２の開口部に圧入し、トラック溝１０２の底部の一部を内径側へ突出させればよい。

　このため、内輪構造部１２２とボール１０７と保持器１０８とを含む内部部品Ｓが外側継手部材１０３の開口側へ移動した際には、トラック溝１０２を転動するボール１０７が抜け止め部１４０に当接する。これによって、内部部品Ｓが外側継手部材１０３からの抜けを規制することができる。なお、抜け止め部１４０は断面直角三角形状の突起部１４３であるので、ボール１０７が当接する際には、ボール１０７は、外輪奥側から開口側に向かって内径側へ傾斜する傾斜面１４１に当接することになる。このため、ボール１０７が抜け止め部１４０に当接する際には、ボール１０７への衝撃が緩和される。なお、抜け止め部１４０は全トラック溝１０２に設けても、任意の１個又は任意の数個のトラック溝に設けるようにしたものであってもよい。

　図７はインボード側の等速自在継手４２の第２変形例を示し、この場合、外側継手部材１０３の内径面１０１の開口部側に、塑性加工によって内径側へ突出する抜け止め部１４５が設けられている。この場合の抜け止め部１４５も、前記抜け止め部１４０と同様、奥側から開口側に向かって内径側へ傾斜する傾斜面１４６と、この傾斜面１４６の開口端から連設される径方向端面１４７とを有する断面直角三角形状の突起部１４８にて構成される。なお、この抜け止め部１４５は、例えば、図示省略の加締加工具の加締部を、外側継手部材１０３の開口部に圧入し、外側継手部材１０３の内径面の一部を内径側へ突出させればよい。

　このため、内輪構造部１２２とボール１０７と保持器１０８とを含む内部部品Ｓが外側継手部材１０３の開口側へ移動した際には、保持器１０８の外径面１０８ａが抜け止め部１４５に当接する。これによって、内部部品Ｓが外側継手部材１０３からの抜けを規制することができる。なお、抜け止め部１４５は断面直角三角形状の突起部１４８であるので、保持器１０８が当接する際には、保持器１０８は、外輪奥側から開口側に向かって内径側へ傾斜する傾斜面１４６に当接することになる。このため、保持器１０８が抜け止め部１４５に当接する際には、保持器１０８への衝撃が緩和される。なお、抜け止め部１４５は、周方向に沿って隣合うトラック溝間の全部位に設けても、任意の１個又は任意の数個のトラック溝間に設けるようにしたものであってもよい。

　塑性加工によって内径側へ突出するように抜け止め部１４０、１４５を形成したものであれば、別部材の規制部材を外側継手部材等に別途設ける必要がない。このため、従来必要としていたサークリップ溝加工が不要となって、生産性の向上を図るとともに、サークリップ（止め輪）を必要とせず、部品点数の減少を図ってコストの低減及び組立性の向上を達成できる。しかも、内部部品の抜けを確実に防止することができる。

　また、止め輪にて抜けを規制するものに比べて、内部部品Ｓの軸方向スライド量に対する外側継手部材１０３のマウス部１１０の深さを例えば２～８ｍｍ程度減少させることができる。止め輪を装着する場合、この止め輪が嵌合される周方向溝を形成する必要があり、このため、開口端側に止め輪を配置できず、従来のものでは、外輪のマウス部の深さが深くなる。このように、外側継手部材１０３のマウス部１１０の深さを減少させることができれば、マウス部１１０の軸方向長さを短く設定でき、その分、軽量・コンパクト化を達成できる。

　このような抜け止め部１４０、１４５をアウトボード側の等速自在継手４１に設けてもよい。アウトボード側の等速自在継手４１に抜け止め部１４０、１４５を設けることによって、前記作用効果をこのアウトボード側の等速自在継手４１においても奏することができる。

　次に、図９は他の実施形態を示し、この場合、アウトボード側の等速自在継手４１のシャフト構成部７３と、インボード側の等速自在継手４２のシャフト構成部１２３との間に中間シャフト１５０を介在させている。

　すなわち、アウトボード側の等速自在継手４１のシャフト構成部７３の端面７３ａと中間シャフト１５０のアウトボード側の端面１５０ａとが突き合わせ状に接合され、インボード側の等速自在継手４２のシャフト構成部１２３の端面１２３ａと中間シャフト１５０のインボード側の端面１５０ｂとが突き合わせ状に接合されている。この場合、端面７３aと端面１５０ａとの接合、端面１２３ａと端面１５０ｂとの接合は、前記種々の接合方法が採用される。

　図９に示すドライブシャフトの他の構成は前記図１に示すドライブシャフトと同様であるので、図１と同一部材は同一の符号を付してそれらの説明を省略する。このため、図９に示すドライブシャフトであっても、内輪構成部とトルク伝達用シャフトとが一体構造としているので、前記図１に示すドライブシャフトと同様の作用効果を奏する。しかも、中間シャフト１５０と、シャフト構成部７３、１２３とでもってトルク伝達用シャフト４３を構成することになるので、各シャフト構成部７３、１２３の長さ寸法を短く設定できる。このため、接合前における等速自在継手４１，４２は取扱い易いものとなって、組立作業性に優れる。また、中間シャフト１５０に長さ寸法を変更することによって、種々の長さ寸法のドライブシャフトを簡単に構成することができる利点がある。

　また、このドライブシャフトであっても、アウトボード側の等速自在継手４１やインボード側の等速自在継手４２に、図５や図７等に示す等速自在継手４２のような抜け止め部１４０、１４５を設けてもよい。

　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、例えば、図１及び図９におけるドライブシャフトのシャフト構成部７３、１２３、及び図９における中間シャフト１５０は中空軸であったが、このような中空軸に代えて中実軸と採用してもよい。同じ強度を確保する場合に、中空軸を用いれば、中実軸よりも軽量化を図ることができる利点があり、中実軸を用いれば、中空軸よりも細径化を図ることができる。また、図９においては、中間シャフト１５０のみを中実軸とし、シャフト構成部７３，１２３に中空軸を用いるようにしても、逆に、中間シャフト１５０のみに中空軸を用い、シャフト構成部７３，１２３に中実軸を用いるようにしてもよい。このように中実軸を用いる場合も、表面を熱硬化処理を施すようにするのが好ましい。

　抜け止め部１４０、１４５の断面形状として、直角三角形に限るものではなく、内部部品Ｓが係止して、この内部部品Ｓの抜けが規制されればよいので、断面半円、半楕円、二等辺三角形等の種々の形状のものを採用できる。

　ブーツ８０，１３０は、前記実施形態では、ブーツバンドを用い、このブーツバンドを締め付けることで等速自在継手４１，４２に装着していた。しかしながら、ブーツバンドを用いることなく、接着剤を用いて接着するものであってもよい。さらには、レーザー溶着接合法でブーツを等速自在継手４１，４２に取り付けるようにしてもよい。

　中間シャフト１５０を用いる場合、前記実施形態では一体成形品であったが、複数本が接合されているものであってもよい。また、内輪構成部とシャフト構成部からなる内側継手部材５６、１０６としても、前記実施形態では一体成形品であったが、複数本が接合されているものであってもよい。この場合、接合面を内輪構成部上に設けないようにするのが好ましい。

　前記実施形態では、各等速自在継手４１、４２のトルク伝達部材であるボール５７、１０７はそれぞれ６個であったが、６個に限るものではなく、３個～１０個の範囲で任意に変更できる。この際、アウトボード側の等速自在継手４１と、インボード側の等速自在継手４２とで、ボール数が相違するものであってもよい。また、等速自在継手４１、４２をダブルオフセット型等速自在継手にて構成したが、この等速自在継手４１、４２は摺動型等速自在継手であればよい。このため、等速自在継手４１、４２にトリポード型やクロスグルーブ型の等速自在継手を用いることができる。アウトボード側の等速自在継手４１と、インボード側の等速自在継手４２とで、相違するタイプの摺動型等速自在継手を用いることができる。ここで、トリポード型の等速自在継手は、内周の円周方向等分位置に軸方向に延びるトラック溝を形成した外側継手部材と、円周方向等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルを有する内側継手部材と、各トラニオンジャーナルに回転自在に担持され前記トラック溝内に収容されたローラとを備えたものである。また、クロスグルーブ型の等速自在継手は、内周面に軸線に対して傾斜する複数の直線状トラック溝が形成された外側継手部材と、外周面に軸線に対して前記外側継手部材のトラック溝と反対方向に傾斜する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前記内側継手部材のトラック溝との交叉部に組み込まれた複数のボールと、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間で前記ボールを保持するケージとを備えたものである。

　インボード側の等速自在継手及びアウトボード側の等速自在継手に摺動式等速自在継手が用いられる。摺動式等速自在継手として、ダブルオフセット型であっても、トリポード型であっても、クロスグルーブ型であってもよい。また、インボード側の等速自在継手とアウトボード側の等速自在継手とを連結するシャフトとして、中空体であっても、中実体であってもよい。

４１   等速自在継手
４２   等速自在継手
４３   シャフト
５１，１０１  内径面
５２，１０２  トラック溝
５３，１０３  外側継手部材
５４，１０４  外径面
５５，１０５  トラック溝
５６，１０６  内側継手部材
５７，１０７  トルク伝達ボール
５８，１０８  保持器
５８ａ，１０８ａ     外径面
５８ｂ，１０８ｂ     内径面
７２、１２２  内輪構造部
７３、１２３  シャフト構成部
１４０，１４５       抜け止め部
１５０中間シャフト

Claims

　アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、一端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手に連結されるトルク伝達用シャフトとを備え、各等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されてトルクを伝達するトルク伝達部材とを備えた摺動型等速自在継手であるドライブシャフトにおいて、
　各等速自在継手の内側継手部材は、外側継手部材に収容される内輪構成部を有し、この内輪構成部に前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設され、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部とが突き合わせ状に接合されていることを特徴とするドライブシャフト。
　アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、一端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手に連結されるトルク伝達用シャフトとを備え、各等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されてトルクを伝達するトルク伝達部材とを備えた摺動型等速自在継手であるドライブシャフトにおいて、
　等速自在継手の内側継手部材は、前記外側継手部材に収容される内輪構成部を有し、この内輪構成部に前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設され、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、中間シャフトを介して直線状に接合していることを特徴とするドライブシャフト。
　アウトボード側の等速自在継手とインボード側の等速自在継手とは、外側継手部材の外形形状のみが相違する共通設計品であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドライブシャフト。
　外側継手部材の内径面の開口部側に、塑性加工によって内径側へ突出して、内輪構造部を含む内部部品に係止する抜け止め部を設けたことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のドライブシャフト。
　外側継手部材のトラック溝の開口部側に、塑性加工によって内径側へ突出して、内輪構造部を含む内部部品に係止する抜け止め部を設けたことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のドライブシャフト。
　アウトボード側の等速自在継手とインボード側の等速自在継手とは、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摺動型等速自在継手であることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のドライブシャフト。
　保持器の外径面の球面中心が保持器の内径面の球面中心よりも継手開口側に配置されることを特徴とする請求項６に記載のドライブシャフト。
　アウトボード側の等速自在継手とインボード側の等速自在継手とでもって、ドライブシャフトとしての軸方向スライド量を分担することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のドライブシャフト。
　リアドライブシャフトに用いられることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のドライブシャフト。
　アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、一端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手に連結されるトルク伝達用シャフトとを備えたドライブシャフトの組立方法であって、
　前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設された内輪構成部を外側継手部材に収容してなるアウトボード側の等速自在継手と、前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設された内輪構成部を外側継手部材に収容してなるインボード側の等速自在継手とを組立てた後、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部の端面と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部の端面とを突き合わせて接合することを特徴とするドライブシャフトの組立方法。
　アウトボード側の等速自在継手と、インボード側の等速自在継手と、一端部がアウトボード側の等速自在継手に連結されるとともに他端部がインボード側の等速自在継手に連結されるトルク伝達用シャフトとを備えたドライブシャフトの組立方法であって、
　前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設された内輪構成部を外側継手部材に収容してなるアウトボード側の等速自在継手と、前記トルク伝達用シャフトを構成するシャフト構成部が一体構造にて連設された内輪構成部を外側継手部材に収容してなるインボード側の等速自在継手とを組立てた後、アウトボード側の等速自在継手のシャフト構成部と、インボード側の等速自在継手のシャフト構成部とを中間シャフトを介して直線状に接合することを特徴とするドライブシャフトの組立方法。