WO2011062040A1 - 動力伝達部材 - Google Patents

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亮 中川
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    • F16D3/227—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part the joints being telescopic

Definitions

  • the present invention when manufacturing a power transmission member in which a hollow portion is formed by joining a plurality of shaft members, the present invention can relatively easily process the joining end portions of the shaft members and
  • An object of the present invention is to provide a highly accurate power transmission member that can be positioned easily and with high accuracy, and can be manufactured at a low cost, yet has excellent torque transmission performance.
  • the contact area between two adjacent shaft members can be increased as compared with the case where the flat surfaces in the direction orthogonal to the axis are abutted. . Therefore, the joint strength between the shaft members can be increased to improve the reliability of the power transmission member.
  • the shaft member located on the most end side of the plurality of shaft members has a torque transmission connecting portion, and the shaft member located on the other end side is located on the inner periphery.
  • the present invention can be applied to a power transmission member having a cup-shaped mouth portion that can accommodate an inner joint member of a constant velocity universal joint. That is, the configuration of the present invention can be preferably applied to an outer joint member for a constant velocity universal joint including a shaft-shaped portion and a mouse portion.
  • the torque transmission connecting portion may be a spline.
  • the spline as used in the field of this invention consists of many teeth extended in the axial direction in which the peak part and the valley part were alternately formed in the circumferential direction, and is a concept including serration.
  • the joint end portion of each shaft member when forming a power transmission member having a hollow portion extending along the axis, the joint end portion of each shaft member can be processed relatively easily, and the shaft Centering between members can be performed easily and with high accuracy. Therefore, it is possible to provide a highly accurate power transmission member that is excellent in torque transmission performance while being inexpensively manufactured.
  • FIG. 1 It is a front view which shows the whole structure of the drive shaft which comprises the power transmission member which concerns on one Embodiment of this invention. It is a front view of the intermediate shaft shown in FIG. It is an expanded sectional view which shows the modification of the joining aspect of an adjacent shaft member. It is an expanded sectional view which shows the modification of the joining aspect of an adjacent shaft member. It is an expanded sectional view which shows the modification of the joining aspect of an adjacent shaft member. It is an expanded sectional view which shows the modification of the joining aspect of an adjacent shaft member. It is an expanded sectional view which shows the modification of the joining aspect of an adjacent shaft member. It is an expanded sectional view which shows the modification of the joining aspect of an adjacent shaft member. It is an expanded sectional view which shows the modification of the joining aspect of an adjacent shaft member. It is an expanded sectional view which shows the modification of the joining aspect of an adjacent shaft member.
  • FIG. 1 is a front view showing an overall structure of a power transmission device including a power transmission member A according to an embodiment of the present invention.
  • the power transmission device in the illustrated example is a drive shaft DS that transmits power from an engine to driving wheels, and a sliding constant velocity universal joint 10 disposed on the engine side (right side in the figure: hereinafter also referred to as inboard side) and The fixed constant velocity universal joint 20 arranged on the drive wheel side (left side in the figure: hereinafter also referred to as the outboard side) and the two constant velocity universal joints 10 and 20 are connected as a power transmission member A for torque transmission.
  • the intermediate shaft 1 is provided as a main configuration.
  • the illustrated sliding constant velocity universal joint 10 is a so-called double offset type constant velocity universal joint (DOJ).
  • This sliding type constant velocity universal joint 10 is an outer joint having a cup-shaped mouth portion 11a having one end (one end on the outboard side) opened and a shaft portion 11b extending in the axial direction from the bottom on the back side of the mouse portion 11a.
  • the plurality of balls 13 that are interposed between the plurality of balls 13 to transmit torque and the inner diameter surface of the mouth portion 11a of the outer joint member 11 and the outer diameter surface of the inner joint member 12 are arranged in the circumferential direction.
  • a retainer 14 that is held at equal intervals is provided as a main configuration.
  • a tripod type constant velocity universal joint TJ may be used as the sliding type constant velocity universal joint 10.
  • the fixed type constant velocity universal joint 20 in the illustrated example is a so-called Barfield type constant velocity universal joint (BJ).
  • the fixed type constant velocity universal joint 20 includes an outer joint member 21 having a cup-shaped mouth portion 21a having an open end (one end on the inboard side) and a shaft portion 21b extending in the axial direction from the outer bottom portion of the mouse portion 21a.
  • the plurality of balls 23 that transmit torque by being interposed between the inner diameter surface of the mouth portion 21a of the outer joint member 21 and the outer diameter surface of the inner joint member 22 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. And a retainer 24 to be held as a main component.
  • An undercut-free type constant velocity universal joint (UJ) may be used as the fixed type constant velocity universal joint 20.
  • Lubricants such as grease are sealed inside the constant velocity universal joints 10 and 20.
  • Cylindrical boots 31 and 32 are respectively mounted between the intermediate shaft 21 and the intermediate shaft 1.
  • the pipe member 2 and the stub members 3 and 4 are joined in a state in which the end portions are in contact with each other. Two adjacent members are joined at the formed weld 6.
  • the welding part 6 formed by joining the pipe member 2 and the stub member 3 is formed by fitting the concave taper surface 8 on the inboard side of the pipe member 2 and the convex taper surface 7 of the stub member 3. It is formed by irradiating the circumferential groove 9a with a laser or an electron beam.
  • the welded portion 6 formed by joining the pipe member 2 and the stub member 4 is formed by fitting the concave tapered surface 8 on the outboard side of the pipe member 2 and the convex tapered surface 7 of the stub member 4. It is formed by irradiating the circumferential groove 9a with a laser or an electron beam.
  • the other side (here, the pipe member 2) formed on the one side shaft member (here, the stub members 3 and 4) and
  • the abutting surfaces 3 a and 4 a are formed on the convex taper surface 7, and the abutting surfaces 2 a and 2 a with the stub members 3 and 4 formed on the pipe member 2 are formed on the concave taper surface 8 that fits the convex taper surface 7.
  • the shape of the joint end portion of each shaft member can be simplified as compared with the case where the joint end portions of the shaft members are formed in an inlay shape that fits together.
  • the positioning (centering) between the shaft members can be performed only by abutting the ends of the two adjacent shaft members. Accordingly, it is possible to provide a highly accurate intermediate shaft 1 that is excellent in torque transmission performance while being inexpensively manufactured.
  • the convex taper surface 7 and the concave taper surface 8 are abutted and two adjacent shaft members are taper-fitted, the flat surfaces in the direction orthogonal to the axis line are abutted.
  • the contact area between two adjacent shaft members can be increased. Therefore, the joint strength between the shaft members can be increased, and the reliability of the intermediate shaft 1 can be improved.
  • the intermediate shaft 1 of the above-described embodiment is formed by joining the pipe member 2 and the stub members 3 and 4 having the same inner and outer diameter dimensions to form the hollow portion Is, but the present invention is limited to such a form.
  • the present invention is not applied but can be applied to the intermediate shaft 1 subjected to various changes according to required quality and processing equipment.
  • the vicinity of the joint portion (welded portion 6) between the pipe member 2 and the stub member 4 on the outboard side is extracted from the intermediate shaft 1 described above. Needless to say, a configuration similar to the configuration described below can be adopted for the joining mode of the stub member 3 on the inboard side.
  • FIG. 4A shows an application of this configuration to the case where the pipe member 2 and the stub member 4 having the same inner and outer diameter dimensions are joined
  • FIG. 4B shows that the configuration is applied to the pipe member 2 and the outer diameter dimension is a pipe. This is applied when a stub member 4 which is the same as the member 2 and has an inner diameter smaller than that of the pipe member 2 is joined.
  • the angle ⁇ is an obtuse angle with respect to the embodiment shown in FIG. 2
  • FIG. 5B is an obtuse angle with respect to the embodiment shown in FIG. 3B.
  • the inclination angle ⁇ is formed to be a more obtuse angle, there is an advantage that the processing can be facilitated.
  • the inclination angle ⁇ is formed at an acute angle, there is an advantage that the bonding (contact) area between the shaft members can be further increased and the bonding strength can be further improved.
  • a chamfer 2a1 may be provided on the outer diameter of the end of the pipe member 2. If it does in this way, the opening dimension and volume of the circumferential groove
  • 6A is a diagram in which a chamfer 2a1 is provided at the end outer diameter of the pipe member 2 of the embodiment shown in FIG. 2, and FIG. 6B is a chamfer at the end outer diameter of the pipe member 2 of the embodiment shown in FIG. 5A. 2a1 is provided.
  • FIG. 7 shows the overall structure of a drive shaft DS according to another embodiment.
  • the drive shaft DS shown in FIG. 7 components similar to those shown in FIG. 1 are denoted by common reference numerals and redundant description will be omitted, and only different components will be described in detail.
  • the two adjacent members are welded in a state where the butted surfaces 52a and 52a with the cup-shaped member 54 are fitted to each other.
  • a circumferential groove 9a is provided in the outer diameter of each butted portion of the convex taper surface 7 and the concave taper surface 8, and a laser is provided in the circumferential groove 9a. Or it is desirable to weld two adjacent shaft members by irradiating an electron beam.
  • the present invention is applied to the power transmission member A in which the hollow portion Is is formed by joining the three shaft members A1 to A3 has been described. It can be preferably applied to the power transmission member A in which the hollow portion Is is formed by joining four or more shaft members. Further, the case where the power transmission member A according to the present invention is incorporated in the drive shaft DS has been described above, but the present invention is applicable to various power transmission members constituting other power transmission devices such as a propeller shaft. Can also be preferably applied.

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Abstract

　安価に製作可能でありながら、トルク伝達性能に優れた高精度の動力伝達部材を提供する。　軸線Ｏに沿って延びる中空部Ｉｓを有する動力伝達部材Ａとしての中間シャフト１である。中空部Ｉｓは、中空をなす第１の軸部材Ａ１としてのパイプ部材２の一端部に第２の軸部材Ａ２としてのスタブ部材３を、また、パイプ部材２の他端部に第３の軸部材Ａ３としてのスタブ部材４をそれぞれ溶接することで形成される。パイプ部材２とスタブ部材３，４とは端部同士を突き合わせた状態でそれぞれ溶接される。スタブ部材３のパイプ部材２との突き合わせ面３ａおよびスタブ部材４のパイプ部材２との突き合わせ面４ａは、それぞれ凸テーパ面７に形成され、パイプ部材２のスタブ部材３，４との突き合わせ面２ａ，２ａは、凸テーパ面７と嵌合可能な凹テーパ面８に形成される。

Description

動力伝達部材
　本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達装置に組み込まれる動力伝達部材に関し、特に中空部を有する動力伝達部材に関する。
　例えば、自動車の動力伝達装置として、２つの等速自在継手をシャフト（中間シャフト）で連結して構成されるドライブシャフトやプロペラシャフトがある。これらドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれる動力伝達部材としての中間シャフトは、中実の棒材を加工して得られる中実タイプと、軸線に沿って延びる中空部を有する中空タイプとに大別される。但し、近時においては、足回り部品の軽量化やＮＶＨ特性向上の要請に対応するために中空タイプが多用される傾向にある。
　中空タイプのシャフトとして、例えば以下に示す特許文献１に記載されているように、中空をなす第１の軸部材（パイプ）の一端及び他端に、トルク伝達用の連結部（スプライン又はセレーション）が形成された第２及び第３の軸部材（スタブ）をそれぞれ摩擦圧接したものがある。部材同士を摩擦圧接すると、接合部の内外径端にそれぞれバリが形成されるが、接合部の外径端に形成されるバリを放置しておくと、パイプの外周に弾性ダンパ等の環状部材を装着する際の妨げとなる。そのため、接合部外径端に形成されるバリは、通常、旋削加工等を施すことによってある程度又は完全に除去される。しかしながら、摩擦圧接に伴って形成されるバリは、圧接時の摩擦熱によって焼入れされて高い硬度を有することから、除去加工に多大な手間を要するという問題がある。また、接合部内径端に形成されるバリは、接合部の接合状態を検査する際に、超音波探傷法の適用を不可にするという問題もある。
　そこで、隣り合う２つの軸部材を、端部同士を突き合わせた状態で溶接（溶融溶接）する試みがなされている。このように隣り合う２つの軸部材を溶接すれば、接合過程におけるバリの形成を回避することができる。そのため、バリ取り加工等の後加工が基本的に不要となって製造コストを低廉化することができ、また、接合部の接合状態の検査に超音波探傷を適用することが可能となるので品質保証レベルが向上する。
特開平１０－２６７０２７号公報 特開２００９－１０３２１０号公報
　ところで、上記のように、隣り合う２つの軸部材を突き合わせ状態で溶接することによって動力伝達部材を形成する際には、各軸部材の接合端部の形状や、溶接時における軸部材相互間の位置決め（芯出し）方法に検討を要する。例えば、各軸部材の接合端部（突き合わせ面）を軸線と直交する方向の平坦面に形成すれば、接合端部の加工は容易に行い得るが、軸部材相互間の芯出しを高精度に行うことが難しくなるという問題がある。この他、例えば特許文献２に記載のように、各軸部材の接合端部を互いに嵌合するインロー形状に形成することが考えられる。この場合には、軸部材相互間の芯出しを精度良く行うことができるが、接合端部の形状が複雑化する分、接合端部の加工に多大な手間とコストを要するという問題がある。
　そこで、本発明は、複数の軸部材を接合して中空部が形成される動力伝達部材を製作するに際し、各軸部材の接合端部の加工を比較的容易に行いつつ、軸部材相互間の位置決めを容易かつ高精度に行うことを可能とし、もって安価に製作可能でありながら、トルク伝達性能に優れた高精度の動力伝達部材を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するため、本発明は、軸線に沿って延びる中空部を有し、中空部が複数の軸部材を接合することで形成された動力伝達部材であって、隣り合う２つの軸部材が、端部同士を突き合わせた状態で溶接されたものにおいて、隣り合う２つの軸部材において、一方の軸部材に形成した突き合わせ面、および他方の軸部材に形成した突き合わせ面を、互いに嵌合可能なテーパ形状に形成したことを特徴とする動力伝達部材を提供する。
　上記のように、隣り合う２つの軸部材において、一方の軸部材に形成した突き合わせ面、および他方の軸部材に形成した突き合わせ面を、互いに嵌合可能なテーパ形状に形成すれば、各軸部材の接合端部を互いに嵌合するインロー形状に形成する場合に比べて、各軸部材の接合端部の形状が簡素化される。またこの場合、隣り合う２つの軸部材の端部同士を突き合わせるだけで軸部材相互間の芯出しを行うことができる。そのため、中空部を有する動力伝達部材を形成するに際して、各軸部材の接合端部の加工を比較的容易に行いつつ、軸部材相互間の位置決めを容易かつ高精度に行うことが可能となる。従って、安価に製作可能でありながら、トルク伝達性能に優れた高精度の動力伝達部材を提供することができる。
　さらに、本発明のように、テーパ面同士を突き合わせるようにすれば、軸線と直交する方向の平坦面同士を突き合わせる場合に比べ、隣り合う２つの軸部材の接触面積を増大することができる。そのため、軸部材相互間の接合強度を高めて、動力伝達部材の信頼性向上を図ることもできる。
　隣り合う２つの軸部材は、レーザ溶接又は電子ビーム溶接によって溶接することができる。これらの溶接手法は、母材同士を溶融・溶接する手法であり、これによれば、バリを生じることなく隣り合う２つの軸部材を容易かつ高精度に接合することができる。
　隣り合う２つの軸部材の突き合わせ部外径に周方向溝を設け、この周方向溝にレーザ又は電子ビームを照射することにより、隣り合う２つの軸部材を溶接することができる。このようにすれば、レーザ又は電子ビームの照射に伴って生成される溶解物が、軸部材の外径面に飛散・付着等し難くなる。また溶接痕（ビード）の軸部材外径側への突出量を小さくすることができる。そのため、溶接後の仕上げ加工を簡略化あるいは省略することができ、望ましい。
　上記本発明の構成は、複数の軸部材のうち、最も一端側及び他端側に位置する軸部材の双方が、トルク伝達用の連結部を有するものである動力伝達部材に適用することができる。この場合におけるトルク伝達用の連結部は、等速自在継手の内側継手部材をトルク伝達可能に連結するためのものとすることができる。つまり、本発明の構成は、例えば、軸方向両端部に等速自在継手の内側継手部材との連結部を有するドライブシャフトやプロペラシャフト用の中間シャフトに好ましく適用することができる。
　また、上記本発明の構成は、複数の軸部材のうち、最も一端側に位置する軸部材が、トルク伝達用の連結部を有し、最も他端側に位置する軸部材が、内周に等速自在継手の内側継手部材を収容可能なカップ状のマウス部を有するものである動力伝達部材に適用することができる。つまり、本発明の構成は、軸状の部分とマウス部とを備える等速自在継手用の外側継手部材にも好ましく適用することができる。
　上記の構成において、トルク伝達用の連結部はスプラインとすることができる。なお、本発明でいうスプラインとは、山部と谷部が円周方向に交互に形成された軸方向に延びる多数の歯からなるものであり、セレーションも含む概念である。
　以上に示すように、本発明によれば、軸線に沿って延びる中空部を有する動力伝達部材を形成するに際し、各軸部材の接合端部の加工を比較的容易に行うことができ、しかも軸部材相互間の芯出しを容易かつ高精度に行うことができる。従って、安価に製作可能でありながら、トルク伝達性能に優れた高精度の動力伝達部材を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る動力伝達部材を具備するドライブシャフトの全体構造を示す正面図である。 図１に示す中間シャフトの正面図である。 隣り合う軸部材の接合態様の変形例を示す拡大断面図である。 隣り合う軸部材の接合態様の変形例を示す拡大断面図である。 隣り合う軸部材の接合態様の変形例を示す拡大断面図である。 隣り合う軸部材の接合態様の変形例を示す拡大断面図である。 隣り合う軸部材の接合態様の変形例を示す拡大断面図である。 隣り合う軸部材の接合態様の変形例を示す拡大断面図である。 隣り合う軸部材の接合態様の変形例を示す拡大断面図である。 隣り合う軸部材の接合態様の変形例を示す拡大断面図である。 隣り合う軸部材の接合態様の変形例を示す拡大断面図である。 隣り合う軸部材の接合態様の変形例を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る動力伝達部材を具備するドライブシャフトの正面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図１～７に基づいて説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る動力伝達部材Ａを具備する動力伝達装置の全体構造を示す正面図である。図示例の動力伝達装置は、エンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトＤＳであり、エンジン側（図中右側：以下インボード側ともいう）に配置される摺動式等速自在継手１０と、駆動車輪側（図中左側：以下アウトボード側ともいう）に配置される固定式等速自在継手２０と、両等速自在継手１０，２０をトルク伝達可能に連結する動力伝達部材Ａとしての中間シャフト１とを主要な構成として備える。
　図示例の摺動式等速自在継手１０は、いわゆるダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）である。この摺動式等速自在継手１０は、一端（アウトボード側の一端）が開口したカップ状のマウス部１１ａ、およびマウス部１１ａの奥側底部から軸方向に延びた軸部１１ｂを有する外側継手部材１１と、外側継手部材１１の内径側に配置された内側継手部材１２と、マウス部１１ａの内径面に形成したトラック溝１１ａ１と内側継手部材１２の外径面に形成したトラック溝１２ａとの間に介在してトルクを伝達する複数のボール１３と、外側継手部材１１のマウス部１１ａの内径面と内側継手部材１２の外径面との間に配され、複数のボール１３を円周方向等間隔に保持する保持器１４とを主要な構成として備える。なお、この摺動式等速自在継手１０として、トリポード型等速自在継手（ＴＪ）が用いられる場合もある。
　図示例の固定式等速自在継手２０は、いわゆるバーフィールド型等速自在継手（ＢＪ）である。この固定式等速自在継手２０は、一端（インボード側の一端）が開口したカップ状のマウス部２１ａ、およびマウス部２１ａの外側底部から軸方向に延びた軸部２１ｂを有する外側継手部材２１と、外側継手部材２１の内径側に配置された内側継手部材２２と、マウス部２１ａの内径面に形成したトラック溝２１ａ１と内側継手部材２２の外径面に形成したトラック溝２２ａとの間に介在してトルクを伝達する複数のボール２３と、外側継手部材２１のマウス部２１ａの内径面と内側継手部材２２の外径面との間に配され、複数のボール２３を円周方向等間隔に保持する保持器２４とを主要な構成として備える。なお、この固定式等速自在継手２０として、アンダーカットフリー型等速自在継手（ＵＪ）が用いられる場合もある。
　動力伝達部材Ａとしての中間シャフト１は、その両端部外径に、トルク伝達用の連結部としてのスプライン５，５を有する。そして、インボード側のスプライン５を摺動式等速自在継手１０の内側継手部材１２の孔部とスプライン嵌合させることにより、中間シャフト１と摺動式等速自在継手１０の内側継手部材１２とがトルク伝達可能に連結される。またアウトボード側のスプライン５を固定式等速自在継手２０の内側継手部材２２の孔部とスプライン嵌合させることにより、中間シャフト１と固定式等速自在継手２０の内側継手部材２２とがトルク伝達可能に連結される。
　各等速自在継手１０，２０の内部にはグリース等の潤滑剤が封入されている。潤滑剤の外部漏洩や継手外部からの異物侵入を防止するため、摺動式等速自在継手１０の外側継手部材１１と中間シャフト１との間、および固定式等速自在継手２０の外側継手部材２１と中間シャフト１との間には、筒状のブーツ３１，３２がそれぞれ装着されている。
　以下、動力伝達部材Ａとしての中間シャフト１の構成について詳述する。
　図２に示すように、中間シャフト１は、軸線Ｏに沿って延びる中空部Ｉｓを有する中空タイプである。中空部Ｉｓは、中空をなす第１の軸部材Ａ１としてのパイプ部材２のインボード側端部に第２の軸部材Ａ２としてのスタブ部材３を、また、パイプ部材２のアウトボード側端部に第３の軸部材Ａ３としてのスタブ部材４をそれぞれ接合することで形成される。スタブ部材３のインボード側端部には、当該中間シャフト１と摺動式等速自在継手１０の内側継手部材１２（図１参照）とをトルク伝達可能に連結するためのスプライン５が形成されている。また、スタブ部材４のアウトボード側端部には、当該中間シャフト１と固定式等速自在継手２０の内側継手部材２２（図１参照）とをトルク伝達可能に連結するためのスプライン５が形成されている。
　図２の拡大図に示すように、パイプ部材２とスタブ部材３，４とは端部同士を突き合わせた状態でそれぞれ接合され、詳しくは、パイプ部材２とスタブ部材３，４の突き合わせ部にそれぞれ形成した溶接部６で隣り合う２つの部材が接合されている。
　パイプ部材２に形成したスタブ部材３，４との突き合わせ面２ａ，２ａは、中間シャフト１の中間部に向かって内径寸法が徐々に縮小した凹テーパ面８に形成される。一方、スタブ部材３，４に形成したパイプ部材２との突き合わせ面３ａ，４ａは、中間シャフト１の中間部に向かって外径寸法が徐々に縮小し、凹テーパ面８と嵌合可能な凸テーパ面７に形成される。本実施形態において、凹テーパ面８は、パイプ部材２の端面に外径側の始点を設けるようにして形成され、凸テーパ面７は、スタブ部材３，４の端面に内径側の始点を設けるようにして形成されている。そのため、上記のパイプ部材２とスタブ部材３，４の端部同士を突き合わせると（凸テーパ面７と凹テーパ面８とを嵌合すると）、突き合わせ部の外径端および内径端には、それぞれ周方向溝９ａ，９ｂが形成される。このように、各部材の端面に始点を設けるようにして凸テーパ面７および凹テーパ面８を形成すれば、テーパ端部が鋭利な尖頭形状となるのを回避することができる。従って、人手作業でパイプ部材２等を運搬等する際の安全性を確保することができ、望ましい。
　そして、パイプ部材２とスタブ部材３を接合してなる溶接部６は、パイプ部材２のインボード側の凹テーパ面８とスタブ部材３の凸テーパ面７とを嵌合することで形成される周方向溝９ａに、レーザ又は電子ビームを照射することにより形成される。また、パイプ部材２とスタブ部材４を接合してなる溶接部６は、パイプ部材２のアウトボード側の凹テーパ面８とスタブ部材４の凸テーパ面７とを嵌合することで形成される周方向溝９ａに、レーザ又は電子ビームを照射することにより形成される。
　本発明では、上記のように、中間シャフト１を形成する隣り合う２つの軸部材において、一方側の軸部材（ここではスタブ部材３，４）に形成した他方側（ここではパイプ部材２）との突き合わせ面３ａ,４ａを凸テーパ面７に形成し、パイプ部材２に形成したスタブ部材３，４との突き合わせ面２ａ，２ａを凸テーパ面７と嵌合する凹テーパ面８に形成した。このようにすれば、各軸部材の接合端部を互いに嵌合するインロー形状に形成する場合に比べて、各軸部材の接合端部の形状を簡素化することができる。またこの場合、隣り合う２つの軸部材の端部同士を突き合わせるだけで軸部材相互間の位置決め（芯出し）を行うことができる。従って、安価に製作可能でありながら、トルク伝達性能に優れた高精度の中間シャフト１を提供することができる。
　さらに、上記のように、凸テーパ面７と凹テーパ面８とを突き合わせ、隣り合う２つの軸部材をテーパ嵌合するようにすれば、軸線と直交する方向の平坦面同士を突き合わせる場合に比べ、隣り合う２つの軸部材の接触面積を増大することができる。そのため、軸部材相互間の接合強度を高めて、中間シャフト１の信頼性向上を図ることもできる。
　また、突き合わせ部の外径端に形成した周方向溝９ａにレーザ又は電子ビームを照射することで隣り合う２つの部材同士を溶接すれば、レーザ又は電子ビームの照射に伴って生成される溶解物が、パイプ部材２やスタブ部材３，４の外径面に飛散・付着等し難くなる。また溶接部６を形成するのに伴って形成される溶接痕（ビード）の外径側への突出量を小さくすることができる。そのため、溶接後の仕上げ加工を簡略化あるいは省略することができる。さらに、突き合わせ部の内径端にも周方向溝９ｂを形成していることから、溶接痕の内径側への突出量も小さくすることができる。
　なお、パイプ部材２及びスタブ部材３，４には、必要に応じて強度向上のための表面硬化処理を施すことができる。表面硬化処理は、単体のパイプ部材２及びスタブ部材３，４に施すようにしても良いし、パイプ部材２とスタブ部材３，４とを接合（溶接）して中間シャフト１を構成した後に施すようにしても良い。表面硬化処理の手法に特段の限定はなく、例えば、浸炭処理、窒化処理あるいは高周波焼入れを採用することができる。なお、表面硬化処理は、中間シャフト１全体に施すようにしても良いし、特に高強度が必要とされる部位（例えばスプライン５が形成される部位）に部分的に施すようにしても良い。
　上記した実施形態の中間シャフト１は、パイプ部材２とスタブ部材３，４の内外径寸法が同一のものを接合することによって中空部Ｉｓを形成したものであるが、本発明はかかる形態に限定適用されるものではなく、要求品質や加工設備に応じて種々の変更を施した中間シャフト１にも適用することができる。以下に示す各実施形態（各図）では、以上で説明した中間シャフト１のうち、パイプ部材２とアウトボード側のスタブ部材４の接合部（溶接部６）近傍を抜き取って示すが、パイプ部材２とインボード側のスタブ部材３の接合態様についても、以下に示す構成と同様の構成を採用可能であることは言うまでもない。
　例えば、図３Ａ～図３Ｄに示すように、内径寸法及び外径寸法の何れか一方又は双方が互いに異なる軸部材同士を接合して構成される中間シャフト１にも好ましく適用することができる。図３Ａは、パイプ部材２に、内径寸法がパイプ部材２と同一で、外径寸法がパイプ部材２よりも大径のスタブ部材４を接合したものであり、図３Ｂは、パイプ部材２に、外径寸法がパイプ部材２と同一で、内径寸法がパイプ部材２よりも小径のスタブ部材４を接合したものである。また、図３Ｃは、パイプ部材２に、内径寸法及び外径寸法の双方がパイプ部材２のそれよりも小径のスタブ部材４を接合したものであり、図３Ｄは、パイプ部材２に、外径寸法がパイプ部材２のそれよりも大径の、また内径寸法がパイプ部材２のそれよりも小径のスタブ部材４を接合したものである。
　また、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、スタブ部材４との突き合わせ面２ａを凸テーパ面７に形成したパイプ部材２と、パイプ部材２との突き合わせ面４ａを凹テーパ面８に形成したスタブ部材４とを溶接することによって中間シャフト１を形成することももちろん可能である。図４Ａは、かかる構成を、内外径寸法が同一のパイプ部材２とスタブ部材４を接合する場合に適用したものであり、図４Ｂは、かかる構成を、パイプ部材２に、外径寸法がパイプ部材２と同一で、内径寸法がパイプ部材２よりも小径のスタブ部材４を接合する場合に適用したものである。
　また、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、パイプ部材２に設けるべき凹テーパ面８（又は凸テーパ面７）、およびスタブ部材４に設けるべき凸テーパ面７（又は凹テーパ面８）の傾斜角θを変更することも可能である。図５Ａは、図２に示す実施形態に比べて傾斜角θを鈍角にしたものであり、図５Ｂは、図３Ｂに示す実施形態に比べて傾斜角θを鈍角にしたものである。このように傾斜角θを一層鈍角に形成すれば、加工を容易化することができるというメリットがある。一方、図示は省略するが、傾斜角θを一層鋭角に形成すれば、軸部材相互間の接合（接触）面積を一層増大して、接合強度を一層向上することができるというメリットがある。
　さらに、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、パイプ部材２の端部外径に面取り２ａ１を設けるようにしても良い。このようにすれば、突き合わせ部外径に形成される周方向溝９ａの開口寸法及び容積を拡大することができる。そのため、レーザ又は電子ビームを周方向溝９ａ内に照射し易くなるというメリットや、溶接痕の外径側への突出量を一層小さくすることができるというメリットがある。図６Ａは、図２に示す実施形態のパイプ部材２の端部外径に面取り２ａ１を設けたものであり、図６Ｂは、図５Ａに示す実施形態のパイプ部材２の端部外径に面取り２ａ１を設けたものである。
　以上に示す実施形態では、隣り合う２つの軸部材のうち、何れか一方の軸部材の端部外径形状に工夫を凝らすことによって、凸テーパ面７と凹テーパ面８の突き合わせ部外径に周方向溝９ａを形成したが、これに併せて他方の軸部材の端部外径に、例えば凹部（段差部）を形成するようにしても良い（図示は省略する）。このようにすれば、周方向溝９ａの開口寸法及び容積をより一層拡大することができる。そのため、レーザ又は電子ビームを周方向溝９ａ内により一層照射し易くなるというメリットや、溶接痕の外径側への突出量をより一層小さくすることが出来るというメリットがある。
　図７は他の実施形態に係るドライブシャフトＤＳの全体構造を示すものである。なお、図７に示すドライブシャフトＤＳにおいて、図１に示すものに準ずる構成には共通の参照番号を付して重複説明を省略することとし、異なる構成についてのみ詳述する。
　図示例のドライブシャフトＤＳは、摺動式等速自在継手１０の一構成部材である外側継手部材５１が、上述した本発明に係る動力伝達部材Ａの構成を具備する。すなわち、摺動式等速自在継手１０の外側継手部材５１が、軸線Ｏに沿って延びる中空部Ｉｓを有し、中空部Ｉｓは、中空をなす第１の軸部材Ａ１としてのパイプ部材５２のインボード側端部に第２の軸部材Ａ２としてのスタブ部材５３を、また、パイプ部材５２のアウトボード側端部に第３の軸部材Ａ３としてのカップ部材５４をそれぞれ接合して構成される。
　パイプ部材５２及びスタブ部材５３の構成は、図１及び図２に示すパイプ部材２及びスタブ部材３と実質的に同一であり、カップ部材５４のみが図１および図２に示す実施形態と構成を異にしている。詳しくは、カップ部材５４は、アウトボード側の端部に、内周に摺動式等速自在継手１０の内側継手部材１２（さらには、ボール１３および保持器１４）を収容し、内径面にトラック溝５４ａ１が形成されたカップ状のマウス部５４ａと、マウス部５４ａの外側底部から軸方向に延びた軸部５４ｂとを有する。そして、凸テーパ面７に形成したスタブ部材５３のパイプ部材５２との突き合わせ面５３ａおよびカップ部材５４のパイプ部材５２との突き合わせ面５４ｂ１と、凹テーパ面８に形成したパイプ部材５２のスタブ部材５３，カップ状部材５４との突き合わせ面５２ａ，５２ａとを互いに嵌合させた状態で隣り合う２つの部材が溶接される。詳細な図示は省略しているが、以上で説明した実施形態と同様に、凸テーパ面７と凹テーパ面８の各突き合わせ部外径に周方向溝９ａを設け、この周方向溝９ａにレーザ又は電子ビームを照射することによって隣り合う２つの軸部材を溶接するのが望ましい。
　また、図示は省略するが、動力伝達部材Ａとしての外側継手部材５１に、図３～図６に示す構成を適用することももちろん可能である。
　以上の構成を採用することにより、軸線Ｏに沿って延びる中空部Ｉｓを有する動力伝達部材Ａとしての外側継手部材５１を形成するに際し、各部材の接合端部の加工を比較的容易に行いつつ、部材相互間の位置決めを容易かつ高精度に行うことができる。これにより、安価に製作可能でありながら、トルク伝達性能に優れた高精度の外側継手部材５１を提供することが可能となる。
　以上では、３つの軸部材Ａ１～Ａ３を接合することによって中空部Ｉｓが形成される動力伝達部材Ａに本発明を適用した場合について説明を行ったが、本発明は、２つの軸部材、あるいは４つ以上の軸部材を接合することで中空部Ｉｓが形成される動力伝達部材Ａにも好ましく適用することができる。また、以上では、本発明に係る動力伝達部材ＡをドライブシャフトＤＳに組み込んで用いる場合について説明を行ったが、本発明は、プロペラシャフト等、その他の動力伝達装置を構成する各種動力伝達部材にも好ましく適用することができる。
　１　　　中間シャフト（動力伝達部材）
　２　　　パイプ部材
　２ａ　　突き合わせ面
　３，４　スタブ部材
　３ａ，４ａ　突き合わせ面
　５　　　スプライン（トルク伝達用の連結部）
　６　　　溶接部
　７　　　凸テーパ面
　８　　　凹テーパ面
　９ａ　　突き合わせ部外径の周方向溝
　５１　　外側継手部材（動力伝達部材）
　５４ａ　マウス部
　Ａ　　　動力伝達部材
　Ａ１　　第１の軸部材
　Ａ２　　第２の軸部材
　Ａ３　　第３の軸部材
　Ｉｓ　　中空部
　Ｏ　　　軸線

Claims (7)

  1. 　軸線に沿って延びる中空部を有し、該中空部が複数の軸部材を接合することで形成された動力伝達部材であって、隣り合う２つの軸部材が、端部同士を突き合わせた状態で溶接されたものにおいて、
    　隣り合う２つの軸部材において、一方の軸部材に形成した突き合わせ面、および他方の軸部材に形成した突き合わせ面を、互いに嵌合可能なテーパ形状に形成したことを特徴とする動力伝達部材。
  2. 　レーザ溶接又は電子ビーム溶接により、隣り合う２つの軸部材が溶接された請求項１に記載の動力伝達部材。
  3. 　隣り合う２つの軸部材の突き合わせ部外径に周方向溝を設け、この周方向溝にレーザ又は電子ビームを照射することにより、隣り合う２つの軸部材を溶接した請求項２に記載の動力伝達部材。
  4. 　複数の軸部材のうち、最も一端側及び他端側に位置する軸部材の双方が、トルク伝達用の連結部を有するものである請求項１～３の何れか一項に記載の動力伝達部材。
  5. 　前記トルク伝達用の連結部は、等速自在継手の内側継手部材をトルク伝達可能に連結するためのものである請求項４に記載の動力伝達部材。
  6. 　複数の軸部材のうち、最も一端側に位置する軸部材が、トルク伝達用の連結部を有するものであり、最も他端側に位置する軸部材が、内周に等速自在継手の内側継手部材を収容可能なカップ状のマウス部を有するものである請求項１～３の何れか一項に記載の動力伝達部材。
  7. 　前記トルク伝達用の連結部がスプラインである請求項４～６の何れか一項に記載の動力伝達部材。
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