JP4080092B2 - 駆動軸の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、両側の端部にそれぞれユニバーサルジョイントの一部を構成するヨークを具え、雄軸部材及び雌軸部材のスプライン嵌合による中間摺動部分を有する駆動軸の製造方法であって、 前記雄軸部材を、
a)一方の端部をユニバーサルジョイントのヨークに連結し、かつ前記雌軸部材の外径よりも大きい内径を有する中空シャフト部材と、
b)前記雌軸部材のスプライン孔に摺動自在にスプライン嵌合する摺動スプライン部と、前記中空シャフト部材の内面に固定する固定部とを有する雄形スプライン部材とにより構成した駆動軸を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
駆動軸において、所定伸縮ストロークを越えて収縮するような軸線方向の応力が加わったときに雄軸部材又は雌軸部材のいずれかが軸線方向収縮できるようにすることが望ましい場合がある。このため、雄軸部材又は雌軸部材を少なくとも２個の部分により構成し、これらの２個の部分を所定荷重が加わったときに破断するシャー（剪断）ピンにより連結することが提案されている。更に、雄軸部材又は雌軸部材を軸線方向に所定荷重を越える応力が加わったときに軸線方向に収縮するチューブに雄軸部材又は雌軸部材を連結して構成するものもある。更に、また２部分相互をスナップリング、キー連結、金属同士のスプライン嵌合、又は接着剤により連結するものも提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなシャーピンにおいては、２個の部材の連結支持部分が直径方向に対向する２個所だけであり、長期間の使用中にピンの材料疲労により荷重コントロールが所期のものとは異なるものになってしまう欠点がある。即ち、初期の荷重限界が低下する。また変形チューブを利用するものは荷重コントロールが困難である。即ち、初期にどのくらいの荷重で収縮するかの荷重限界を見極めにくいという欠点がある。
【０００４】
従って、本発明の目的は、所定荷重以上の応力が加わったときの収縮の荷重コントロールがしやすい上述のタイプの駆動軸の製造方法を得るにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明駆動軸の製造方法は、
前記中空シャフト部材の内面及び前記雄形スプライン部材の固定部の一方に樹脂コーティングを施し、他方に連続した溝又は互いに分散させた窪みを形成し、
前記中空シャフト部材の内面に前記雄形スプライン部材を嵌挿した後、この固定部を加熱して前記樹脂コーティングを溶融し、樹脂の一部が前記連続した溝又は互いに分散させた窪み内に流入させて硬化させる再成形により前記中空シャフト部材に前記雄形スプライン部材を固定し、
前記中空シャフト部材に固定した雄形スプライン部材の摺動スプライン部を前記雌軸部材のスプライン孔に摺動自在にスプライン嵌合させる
ことよりなることを特徴とする。
【０００６】
本発明のこの構成において、通常使用範囲外の軸線方向変位及び軸線方向荷重が駆動軸に作用したとき、雌軸部材は雄形スプライン部材の摺動スプライン部を越えて雌軸部材の端面が雄形スプライン部材の固定部の端面に掛合して雄形スプライン部材を軸線方向に押圧する。この軸線方向荷重が、中空シャフト部材の内面と雄形スプライン部材の固定部との間の樹脂コーティングの弾性の復元力及び連続した溝又は互いに分散させた窪みに食い込んだ樹脂による摩擦掛合保持力及び剪断力の限界を越えると、雄形スプライン部材が中空シャフト部材に対して軸線方向に移動し、雄軸部材は全体として収縮する即ち、駆動軸全体が大きく収縮する。
【０００７】
本発明によれば、荷重コントロールは、中空シャフト部材の内面及び雄形スプライン部材の固定部の一方の樹脂コーティングの厚さ及びコーティングする樹脂の加熱溶融により一部が流れ込む連続した溝又は互いに分散させた窪みの総面積によって管理することができる。この加熱方法としては、例えば、高周波等の誘導加熱、又は部品溶接熱を利用する。
【０００８】
本発明の好適な実施例においては、前記中空シャフト部材の内面に固定用スプライン形状部を形成し、前記雄形スプライン部材の固定部を前記固定用スプライン形状部に嵌合する固定用スプライン部として形成する。この構成によれば、中空シャフト部材と雄形スプライン部材との間の相対回転を確実に防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１０】
図１に示すように、本発明による駆動軸１は、一方のユニバーサルジョイント２のヨーク３（図１の（ｂ）参照）に連結した雄軸部材４と、この雄軸部材４とスプライン嵌合するシャフト部５を有しかつ他方のユニバーサルジョイント６のヨーク７に連結した雌軸部材８とよりなる。
【００１１】
本発明によれば、雄軸部材４を、ユニバーサルジョイント２のヨーク３に一方の端部を連結した中空チューブ９と、この中空チューブの他方の端部に連結した中空シャフト部材１０と、この中空シャフト部材１０とスプライン嵌合する雄形スプライン部材１１とにより構成する。しかし、中空チューブ９を介在させることなく、中空シャフト部材１０を直接ユニバーサルジョイントのヨーク３に連結することもできる。
【００１２】
中空シャフト部材１０には、雌軸部材８の外面に摺動自在に接触するダストシール１２を設ける。中空シャフト部材１０の内面は雌軸部材８の外径よりも大きくし、好適には、雌軸部材８の外径よりも大きい小径内面のスプライン孔としての固定用スプライン形状部１３を形成する。更に図示の実施の形態では、この固定用スプライン形状部１３に隣接して中空チューブ９側の中空シャフト部材１０の内面１４に環状溝１５を形成する。
【００１３】
雄形スプライン部材１１には、雌軸部材８のスプライン孔１６に摺動自在にスプライン嵌合するよう樹脂コーティングした摺動スプライン部１７を設ける。更に、この摺動スプライン部１７とは反対側の領域に、中空シャフト部材１０の内面に固定する固定部、好適には中空シャフト部材の固定用スプライン形状部１３に嵌合する固定用スプライン部１８を設ける。
【００１４】
本発明によれば、中空シャフト部材１０の内面１４又は固定用スプライン形状部１３、及び雄形スプライン部材１１の固定部又は固定用スプライン部１８のうちの一方に樹脂コーティング２２を施し、他方には連続した溝又は互いに分散させた窪み１９、図示の実施例では螺旋状溝１９を形成する。螺旋状溝１９の代わりに互いに離れた複数個の環状溝又は互いに分散させた窪みを形成してもよい。図示の好適な実施の形態では中空シャフト部材１０の内面１４又は固定用スプライン形状部１３に樹脂コーティング２２を施し、雄形スプライン部材１１の固定部又は固定用スプライン部１８に螺旋状溝１９を形成する。
【００１５】
図２に拡大して示すように、螺旋状溝１９は中空シャフト部材１０の内面１４又は雄形スプライン部材１１の固定部１８に切削加工によって形成するか（図２の（ａ）参照）又は転造加工により形成する（図２の（ｂ）参照）。溝の断面形状は円弧状、角形、テーパ形状等任意の形状にすることができる。転造加工によって溝を形成する場合には、図２の（ｂ）に示すように溝の端縁に沿ってスプライン大径側に僅かな突起を生ずるように形成すると好適である。
【００１６】
一方に樹脂コーティング２２を施し、他方に連続した溝又は互いに分散させた窪み１９を形成した中空シャフト部材１０及び雄形スプライン部材１１相互を互いに嵌合した後、雄形スプライン部材１１の固定部又は固定用スプライン部１８の周囲を高周波等の誘導加熱又は部品溶接時の溶接熱により加熱する。この加熱によって樹脂コーティングは溶融し、連続した溝又は互いに分散させた窪み１９に対向する部分の樹脂がこの連続した溝又は互いに分散させた窪み１９内に流入する。樹脂の硬化後、連続した溝又は互いに分散させた窪み１９内で硬化した樹脂の再成形により中空シャフト部材１０と雄形スプライン部材１１の間の摩擦掛合保持力による固定は確実になる。
【００１７】
通常使用時に不慮に中空シャフト部材１０と雄形スプライン部材１１との固定が外れるのを確実に阻止するため、好適には、図示の好適な実施の形態のように中空シャフト部材１０に形成した環状溝１５にストッパプレート２０の周縁を嵌合させ、通常雄形スプライン部材１１が中空チューブ９内に突入するのを阻止する。
【００１８】
雄形スプライン部材１１に固定用スプライン部１８を設ける場合、摺動スプライン部１７に設定値よりも収縮を生じたときに雌軸部材８が雄形スプライン部材１１の端面に掛合するよう、雌軸部材８のスプライン孔１６に摺動自在に嵌合する雄形スプライン部材の摺動スプライン部１７と、中空シャフト部材１０の固定用スプライン形状部１３に圧入嵌合する固定用スプライン部１８の位相を好適には、スプラインの山又は谷のピッチの１／２の位相差をつけるようにすると好適である。
【００１９】
更に、固定用スプラインを形成するしないに係わらず、雌軸部材８が雄形スプライン部材１１の端面に確実に掛合するようにするため、雄形スプライン部材の固定部１８を半径方向に雌軸部材８の外径よりも大きくし、固定部１８の端面が雌軸部材８の先端部分を収容する環状ガイド溝２１を設けると好適である。
【００２０】
一般的に、自動車、農業機械用車両、産業機械用車両、建設機械用車両における通常使用時の駆動軸における軸線方向変位は０〜２００ｍｍ、軸線方向荷重は０〜１０００ｋｇである。これ以上の軸線方向変位及び荷重が駆動軸に加わり、固定部又は固定用スプライン部１８の連続した溝又は互いに分散させた窪み１９に突入した中空シャフト部材１０の内面１４又は固定用スプライン形状部１３の樹脂コーティング２２の樹脂の一部との間の摩擦掛合の保持力の限界を越えるとき、雄形スプライン部材１１が中空シャフト部材１０に対して軸線方向に中空チューブ９の内部に向かって移動する。更に、ストッパプレート２０を設けた場合には、ストッパプレート２０の変形若しくは破断、又はストッパプレート２０の環状溝１５からの離脱を生じて雄形スプライン部材１１は中空シャフト部材１０に対して摺動し、雄軸部材４は全体として収縮する、従って、駆動軸１全体が大きく収縮する。
【００２１】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、駆動軸の通常の摺動ストロークの限界を越える収縮の荷重コントロールは、中空シャフト部材の固定用スプライン形成部及び雄形スプライン部材の固定用スプライン部の一方に設けた連続した溝又は互いに分散させた窪みに、中空シャフト部材の固定用スプライン形成部及び雄形スプライン部材の固定用スプライン部の他方に設けた樹脂コーティングの樹脂の一部が突入して硬化するよう再成形された樹脂コーティングと連続した溝又は互いに分散させた窪みとの間の摩擦掛合保持力及び剪断力によって管理することができる。即ち、連続した溝又は互いに分散させた窪みに食い込む樹脂の総量、従って、連続した溝又は互いに分散させた窪みの開口面積によって細かく管理することができる。更に、ストッパプレートを設ける場合には、ストッパプレートの変形強度若しくは破壊強度、又はストッパプレートの環状溝との摩擦掛合保持力によっても管理することができる。
【００２２】
更に、本発明によれば、高周波等の誘導加熱又は部品溶接時の溶接熱を利用して樹脂を連続した溝又は互いに分散させた窪み内に流入させて簡単に再成形することができ、中空シャフト部材と雄形スプライン部材との間の固定を簡単かつ確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による駆動軸を示し、（ａ）は駆動軸の主要部分の一部断面とする側面図であり、（ｂ）は雄軸部材に連結する側のユニバーサルジョイントの一部断面とする側面図であり、（ｃ）は（ａ）の一部の拡大縦断面図である。
【図２】 中空シャフト部材と雄形スプライン部材のスプライン嵌合部分の拡大部分断面図である。
【符号の説明】
１ 駆動軸
２，６ ユニバーサルジョイント
３，７ ヨーク
４ 雄軸部材
５ シャフト部
８ 雌軸部材
９ 中空チューブ
10 中空シャフト部材
11 雄形スプライン部材
12 ダストシール
13 固定用スプライン形状部
14 内面
15 環状溝
16 スプライン孔
17 摺動スプライン部
18 固定用スプライン部
19 螺旋状溝（連続した溝又は互いに分散させた窪み）
20 ストッパプレート
21 環状ガイド溝
22 樹脂コーティング
Claims (2)
- 両側の端部にそれぞれユニバーサルジョイントの一部を構成するヨークを具え、雄軸部材及び雌軸部材のスプライン嵌合による中間摺動部分を有する駆動軸の製造方法であって、前記雄軸部材を、
a)一方の端部をユニバーサルジョイントのヨークに連結し、かつ前記雌軸部材の外径よりも大きい内径を有する中空シャフト部材と、
b)前記雌軸部材のスプライン孔に摺動自在にスプライン嵌合する摺動スプライン部と、前記中空シャフト部材の内面に固定する固定部とを有する雄形スプライン部材とにより構成した
駆動軸の製造方法において、
前記中空シャフト部材の内面及び前記雄形スプライン部材の固定部の一方に樹脂コーティングを施し、他方に連続した溝又は互いに分散させた窪みを形成し、
前記中空シャフト部材の内面に前記雄形スプライン部材を嵌挿した後、この固定部を加熱して前記樹脂コーティングを溶融し、樹脂の一部が前記連続した溝又は互いに分散させた窪み内に流入させて硬化させる再成形により前記中空シャフト部材に前記雄形スプライン部材を固定し、
前記中空シャフト部材に固定した雄形スプライン部材の摺動スプライン部を前記雌軸部材のスプライン孔に摺動自在にスプライン嵌合させる
ことよりなることを特徴とする駆動軸の製造方法。 - 前記中空シャフト部材の内面に固定用スプライン形状部を形成し、前記雄形スプライン部材の固定部を前記固定用スプライン形状部に嵌合する固定用スプライン部として形成する請求項１記載の駆動軸の製造方法。
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