驱动轴及用于该驱动轴的等速接头的制造方法与工艺

本发明涉及例如汽车用的驱动轴及用于该驱动轴的等速接头的改良技术。

背景技术：
通常，汽车用的驱动轴通过连接于车辆侧（传动装置侧）的驱动轴和连接于差速齿轮侧的从动轴进行二段或三段，在该分割的相对端部设有万向接头、等速接头等接头机构，并且，利用设于轴向的大致中央位置的支承装置旋转自如地支承。而且，上述传动装置和驱动轴的联接例如如如下专利文献1所记载，通常经由凸缘叉通过螺栓联接进行。专利文献1：日本特开2010－95223号公报但是，如上述现有技术，在利用螺栓联接的情况下，需要利用来自车辆侧的输入扭矩及输出扭矩通过上述螺栓的轴径尺寸、螺栓的个数、螺栓的所谓的PCD充分确保联接面积。因此，可能联接部位的重量增大，零件数量增多，且制造成本提高。另外，在未进行螺栓孔等适宜的设计的情况下，可能螺栓时效性松动，另外，在车辆的组装工厂将螺栓联接时，周期时间增加，因此，在这一点上也不能避免成本的高涨。

技术实现要素：
本发明是鉴于上述现有的技术课题作出的，例如可以使输入侧的轴和等速接头在不使用螺栓而确保输入扭矩的可靠的传递的同时，得到轴向的定位和稳定的连结状态。第一方面的发明的特征在于，设有：外轮部件，其具备从轴向插入在外周面形成有外花键的轴的套筒及形成于该套筒的内周面且所述外花键卡合的内花键；内轮部件，其配置于该外轮部件的内侧，经由扭矩传递部件从所述外轮部件传递扭矩；结合机构，其在经由所述内外花键将所述轴插入所述套筒内时，进行所述轴和外轮部件的轴向的相对的定位，并且将该两者拆装自如地结合。发明效果根据本发明，例如可以使输入侧的轴和等速接头在不使用螺栓等而确保输入扭矩的可靠的传递的同时，得到轴向的定位和稳固的连结状态。附图说明图1是将本发明的驱动轴的供第一实施方式的等速接头和轴局部剖面表示的分解立体图；图2是将本实施方式的等速接头和轴的结合状态局部剖面表示的分解立体图；图3是表示同等速接头和轴的结合状态的剖面图；图4是图3的A部放大图；图5是应用本实施方式的驱动轴的侧面图；图6是表示本发明的第二实施方式的纵剖面图；图7是应用第二实施方式的驱动轴的侧面图；图8是本表示发明的第三实施方式的纵剖面图；图9是应用本实施方式的驱动轴的侧面图；图10表示本发明的第四实施方式的纵剖面图；图11是表示本发明的第五实施方式的纵剖面图；图12是表示本发明的第六实施方式的纵剖面图。标记说明1…驱动轴2…输入轴（轴）3…第一等速接头4…驱动轴4a…短轴5…第二等速接头6…从动轴7…第三等速接头8…输出轴9…中心轴承11…大径部12…中径部13…小径部14…密封圈（密封部件）15…外花键（结合机构）16…簧环（结合机构）17…外轮部件18…内轮部件19…轴承保持架20…球（扭矩传递部件）21…圆筒部（套筒）21a…扩径部21b…内花键（结合机构）24…保持槽（结合机构）具体实施方式下面，基于附图说明本发明的驱动轴及用于该驱动轴的等速接头的实施方式。该实施方式中，适用于汽车用的驱动轴。如图5所示，该驱动轴1具备：与传动装置连接的轴即输入轴2、经由第一等速接头3与该输入轴2连结的驱动轴4、经由第二等速接头5与该驱动轴4连结的从动轴6、经由第三等速接头7与该从动轴6连结的差速齿轮侧的输出轴8、经由设于上述第二等速接头5附近的托架9a支承于车身10上的中心轴承9。如图1及图2所示，上述输入轴2的一端部形成为台阶径状，具备与传动装置结合的大径部11、与该大径部11的端部一体结合的中径部12、与该中径部12的端部一体结合的小径部13。上述中径部12较短地形成轴向的长度，在外周面的轴向的大致中央位置形成有圆环状的嵌装槽12a，并且在该嵌装槽12a嵌装保持有由合成橡胶材料构成的密封部件即密封圈14。上述小径部13形成为比中径部12向轴向较长，在外周面整体沿轴向形成有外花键15，并且前端部13a侧形成为前端尖细状的倾斜状。另外，在该前端部13a的基部侧的外周形成有截面大致矩形状的环状槽13b，并且在该环状槽13b嵌装有簧环16。该簧环16通过金属弹性材料形成为大致圆环状，如图4所示，形成为截面圆形状并嵌装保持于上述环状槽13b内，在周方向规定的位置以规定尖细分断，同时，沿径方向可伸缩变形地形成。如图1～图3所示，上述第一等速接头3主要由一端部与上述输入轴2连结的第一接头部件即外轮部件17、配置于该外轮部件17的内侧并与设于上述驱动轴4的一端部的短轴4a连结的第二接头部件即内轮部件18、滚动自如地设于两部件17、18间并经由轴承保持架19保持的扭矩传递部件即多个球20构成。上述外轮部件17具备大致杯状的主体17a和一体设于该主体17a的上述输入轴2侧的套筒即圆筒部21。上述主体17a在外周面形成有圆环状的嵌合槽17b，并且内周面17c经由上述各球20以整体可摆动的方式形成为圆弧面状。另外，上述主体17a在上述圆筒部21侧的前端内部嵌装固定有圆盘状的密封盖22，并且在后端部和上述短轴4a之间经由金属制护圈23a设有橡胶靴23，通过上述橡胶靴23和密封盖22保持内部充填的油脂。此外，上述护圈23a的外周部的前端部被嵌合保持于上述嵌合槽17b。上述圆筒部21向输入轴2方向以规定长度突出形成，插通固定上述输入轴2的中径部12和小径部13，内周面按照上述中径部12和小径部13的外径形成为台阶径状，中径部12嵌入的轴向的前端侧所具有的扩径部21a的内周面形成为平面状，另一方面，在上述密封盖22侧的位置，沿轴向形成有上述小径部13的外花键15卡合的内花键21b。另外，在上述内花键21b的靠密封盖22的位置形成有上述簧环16嵌装的圆环状的保持槽24。如图4所示，该保持槽24横截面形成为大致矩形状，至底面24a的深度d设定为上述簧环16的截面约2／5程度，同时，后端面24b相对于内花键21b的底面大致垂直β地立起设定，与之相对，与其相对的前端面24c设定为从内花键21b的底面倾斜约50°的倾斜角度α。因此，在对上述输入轴2向拔出方向（图4中箭头方向）作用规定以上的扭矩，上述簧环16经由外周面16a沿上述前端面24c的倾斜角度α移动时，可对该簧环16作用缩径方向的力，输入轴2可从圆筒部21拔出。另外，上述圆筒部21的前端部21c的外周缘21d形成为卡入引导未图示的拆卸用夹具的锥面状，并且其内周缘21e也形成为插通引导上述小径部13的锥面状。由上述簧环16和保持槽24构成基本的结合机构，但在本实施方式中，上述内外花键15、21b也构成结合机构的一部分。另外，如图2及图3所示，上述输入轴2的小径部13和中径部12在将内外花键15、21b与上述圆筒部21的内部卡合并最大插入时，在上述圆筒部21的前端部21c的前端缘和输入轴2的上述大径部11的相对前端面11a之间形成有圆环状的间隙C。上述内轮部件18在内部中央位置贯通形成有与形成于上述短轴4a的前端部4b的花键凸部结合的花键凹部的固定用孔18a，并且，上述各球20滚动的外周面18b形成为圆弧面状。此外，上述第一等速接头3可以不使短轴4a向轴向位移（滑动）而成为固定状态，可以以规定角度范围进行角度位移。另外，上述第二等速接头5或第三等速接头7分别向轴向以规定的长度量伸缩自如地形成，在进行驱动轴1对车身10的组装时，分别伸缩，使组装性容易。〔本实施方式的作用效果〕下面，对本实施方式的驱动轴及第一等速接头3的作用进行说明。在上述第一等速接头3的内轮部件18，经由固定用孔18a预先压入固定有驱动轴4的短轴4a。在该状态下，如图1所示，要将上述输入轴2与第一等速接头3连结，首先，在将输入轴2的小径部13从前端部侧且从轴向插入上述外轮部件17的圆筒部21的前端部21c内时，上述簧环16在圆筒部21的内周面、即扩径部21a或缩径部（内花键21b）的各内面滑动，同时对抗向自身的扩径方向的弹性力并阶段性缩径变形。当在维持该缩径状态的同时进行插入时，一边从外花键15和内花键21b在该插入中途承受极小的插入负荷一边彼此卡入。此时，簧环16在内花键21b上滑接的同时维持缩径状态，但在将上述小径部13向圆筒部21内插入至最大位置并达到上述保持槽24时，如图2～图4所示，其通过弹性恢复力扩径变形，外周部嵌合于上述保持槽24内并同时卡止。处于该嵌合状态的簧环16不仅完全扩径变形，而且在稍微缩径的状态下，即维持弹力的状态下，外周缘与上述保持槽24的底面24a弹接并同时被保持。由此，上述输入轴2和第一等速接头3通过上述内外花键15、21b的卡合压接进行连结，并且，通过上述簧环16向保持槽24的弹性的嵌装力进行连结，同时，限制输入轴2从圆筒部21的不小心拔出。因此，上述输入轴2和第一等速接头3通过内外花键13、21b的结合、簧环16和保持槽24进行连结，因此，可以不使用现有的螺栓而得到牢固的连结，并且能够将输入扭矩可靠地从输入轴2传递至驱动轴4侧。另外，在将小径部13插入圆筒部21内时，上述簧环16与保持槽24卡止，由此，限制小径部13的最大轴向的移动位置，因此，能够进行轴向的可靠的定位。而且，如上述，由于上述外轮部件17的圆筒部21和输入轴2的连结可以通过该输入轴2向轴向的压入而单按式地进行，所以该连结作业极其容易。而且，在上述输入轴2最大插通到圆筒部21内的状态下，被保持于上述中径部12的密封圈14与圆筒部21的平面的扩径部21a弹接，因此，可以防止泥水或尘埃等向外轮部件17内的侵入，并且，能够充分抑制充填于外轮部件17内的油脂的漏出。特别是，上述密封圈14被保持于上述中径部12外周的嵌装槽12a，同时使该中径部12的外周面整体作为密封区域起作用，因此，密封性能提高。而且，由于使上述簧环16从上述密封圈14的位置离开，将上述簧环16配置于接近外轮部件17的内部，因此，可以通过外轮部件17内的油脂包住簧环16，因此能够抑制腐蚀。这样，在本实施方式中，输入轴2和第一等速接头3的连结不使用螺栓等而通过内外花键13、21b的卡合和簧环16进行，因此，能够削减零件数量，随之，能够实现驱动轴1的轻量化及车辆组装作业的能效化，另外，能够实现密封圈14等的高防水性、油脂的防泄漏性。另外，由于可利用形成于上述小径部13的前端部13a的锥面或圆筒部21的前端部21c的内周缘21e的锥面将上述小径部13迅速地导向圆筒部21内，因此，这样的插入作业也变得容易。另外，在为进行上述第一等速接头3的维护等而将上述输入轴2和第一等速接头3分开的情况下，将未图示的拆卸夹具的前端插入上述输入轴2的大径部11的前端面11a和圆筒部21的前端部21c之间的间隙C内，利用杠杆原理以使间隙C从轴向打开的方式操作夹具，由此使输入轴2向图4所示的拔出方向（箭头方向）移动。于是，上述簧环16一边与保持槽24的倾斜状的前端面24c滑接，一边对抗自身的弹性力向缩径方向变形，即一边进入环状槽13b内，一边越过前端面24c解除与保持槽24的卡止状态。由此，能够迅速地解除上述输入轴2和第一等速接头3的连结。〔第二实施方式〕图6及图7表示第二实施方式，首先，变更驱动轴1的各接头的配置和构造，将第一等速接头3的构造设为图6所示的滑动式，并且，将第二等速接头5配置于从动轴6的一端侧，将另一端侧的接头变更为万向接头7。上述第一等速接头3的外轮部件17形成为在轴向长的圆筒状，并且内轮部件18形成为大致圆筒状，在该内部轴向形成有插通驱动轴4的短轴4a的插通孔18a。另外，在上述外轮部件17和内轮部件18之间，经由轴承保持架19滚动自如地保持有扭矩传递部件即多个球20。上述外轮部件17在内部形成有经由上述内轮部件18等使上述短轴4a向轴向可移动的移动用空间部25，在后端部外周和短轴4a之间，经由护圈23a设有橡胶靴23。另外，在上述外轮部件17的后端部内周，经由上述各球20嵌装固定有在上述短轴4a的最大右方向限制移动的制动环25。因此，外轮部件17和内轮部件18（上述短轴4a）可以向轴向相对位移，并且，由于通过制动环25限制其轴向的相对位移长度，即移动长度，所以，由此构成调整机构。进而，外轮部件17与第一实施方式相同，在与短轴4a相反侧的位置一体形成有圆筒部21，在该圆筒部21的内周面形成前端侧的扩径部21a，并且，在后端侧，沿轴向形成有内花键21b。另外，在该内花键21b的前端部外周形成有与图4所示的相同形状的保持槽24。上述内轮部件18在上述插通孔18a的内周面沿轴向形成有内花键18b。另一方面，上述短轴4a在前端部4b外周面沿同轴向形成有与上述花键18b卡合的外花键4c，并且，在上述前端部4b的从上述插通孔18a突出的突出部外周面嵌装固定有限制从插通孔18a的拔出的弹性挡环26。上述输入轴2侧的构成与第一实施方式相同，一体具有大径部11和中径部12及小径部13，在形成于中径部12的外周的嵌装槽12a嵌装固定有密封圈14，并且，在上述小径部13的外周面沿轴向形成有外花键15。另外，在形成于上述小径部13的前端部13a的外周的环状槽13b嵌装保持有簧环16。因此，根据该实施方式，与第一实施方式相同，上述输入轴2和第一等速接头3通过内外花键13、21b的结合和簧环16进行连结，因此，得到可以不使用如目前那样的螺栓而牢固且稳定地进行连结等的作用效果。而且，在上述外轮部件17的内部，经由内轮部件18及球20，短轴4a在轴向可位移、即可移动，因此，驱动轴1的组装作业变得容易。此外，上述第二等速接头5也与本实施方式的上述第一等速接头3相同，可以向轴向滑动移动固定长度。〔第三实施方式〕图8及图9表示第三实施方式，改变了驱动轴1的各接头的配置和构造，将第一等速接头3变更为图8所示的万向接头，并且将第二等速接头5配置于驱动轴4的另一端侧，将从动轴6的另一端侧变更为等速接头7。上述第一等速接头3主要由安装于上述驱动轴4的一端部的输入侧叉形件27、配置于上述输入轴2侧的套筒叉形件28、将上述输入侧叉形件27和套筒叉形件28连结的十字状的星形轴29构成。也如图8所示，上述输入侧叉形件27通过铝合金材料一体形成，主要由后端部与驱动轴4的终端摩擦接合的圆筒状的基部27a和该基部27a的前端部所具有一对叉部27b构成。上述叉部27b形成为二股状，在从前端部的径方向相对的位置分别贯通形成有嵌插上述两个星形轴29a的嵌插孔27c。上述套筒叉形件28同样由铝合金材料一体形成，主要由与输入轴2连结的前端侧的圆筒部30和一体设于该圆筒部30的后端侧的一对叉部31构成。上述圆筒部30与第一实施方式相同，内周面形成有前端侧的平面状的扩径部30a和叉部31侧的内花键31b。上述各叉部31形成为二股状，在从前端部的径方向相对的位置分别贯通形成有嵌插上述两个星形轴29b的嵌插孔31a。上述输入轴2侧的构成与第一实施方式相同，一体具有大径部11和中径部12及小径部13，在形成于中径部12的外周的嵌装槽12a嵌装固定有密封圈14，并且，在上述小径部13的外周面沿轴向形成有外花键15。另外，在形成于上述小径部13的前端部13a的外周的环状槽13b嵌装保持有簧环16。因此，根据该实施方式，与第一实施方式相同，上述输入轴2和第一等速接头3通过内外花键13、30b的结合和簧环16进行连结，因此，得到可不使用如目前那样的螺栓而牢固且稳定地连结等作用效果。〔第四实施方式〕图10表示第四实施方式，以第二实施方式的构成为前提，除输入轴2的中径部12的前端侧的第一密封圈14外，还在与大径部11的根部设有第二密封圈32。该第二的密封圈32被介装于中径部12的根部和上述圆筒部21的前端部21c的锥状内周缘21e之间，且在密闭上述间隙C的内周侧的状态配置配置。其它构成与第二实施方式相同，所以标注统一符号并省略具体的说明。因此，与第二实施方式相同，由于上述输入轴2和第一等速接头3通过内外花键13、21b的结合和簧环16进行连结，所以可以不使用如目前那样的螺栓而牢固且稳定地进行连结，另外，在上述外轮部件17的内部，经由内轮部件18及球20，短轴4a向轴向可位移，即可移动，因此，驱动轴1的组装作业变得容易。而且，在该实施方式中，通过设置两个密封圈14、32双重密封，可以充分阻止泥水或尘埃从上述间隙C的侵入。特别是，上述第二密封圈32直接密封上述间隙C的内周侧，因此，能够更可靠地阻止从该间隙C的侵入。〔第五实施方式〕图11表示第五实施方式，基本构成与第二实施方式大致相同，不同之处是将外轮部件17的轴向的长度设定地短。其它构成与第二实施方式相同，所以在同一部位标注同一符号并省略具体的说明。因此，根据该实施方式，能够得到与第二实施方式相同的作用效果，并且，驱动轴4（短轴4a）侧也可以极小地向轴向位移，因此，驱动轴1的组装作业性提高。〔第六实施方式〕图12表示第六实施方式，作为第一等速接头使用所谓的三柱轴（トリボ一ト）型接头。即，在轴向较长的圆筒状的外轮部件17的内周形成有轴向槽33，并且，在短轴4a的前端部4b外周花键结合有内轮部件34。该内轮部件34在外周面周方向120°的位置突设有三个短轴34a，在该各短轴34a的外周，经由多个滚针35旋转自如地支承圆环状的滚动滚子36。该滚动滚子36的外周面形成为截面圆弧状，在上述轴向槽33内滚动且滑动自如地保持。而且，上述短轴4a经由上述内轮部件34、短轴34a、滚动滚子36在轴向可滑动。上述输入轴2侧的构成与第一实施方式相同，一体具有大径部11和中径部12及小径部13，在形成于中径部12的外周的嵌装槽12a嵌装固定有密封圈14，并且，在上述小径部13的外周面，沿轴向形成有外花键15。另外，在形成于上述小径部13的前端部13a的外周的环状槽13b嵌装保持有簧环16。因此，该实施方式也与上述各实施方式相同，上述输入轴2和第一等速接头3通过内外花键13、21b的结合和簧环16进行连结，因此，得到可以不使用如目前那样的螺栓而牢固且稳定地连结等作用效果。而且，在上述外轮部件17的内部，经由轴向槽33，内轮部件34及短轴34a等在轴向可滑动，即短轴4a在轴向可移动，因此，驱动轴1的组装作业变得容易。本发明不限于上述各实施例，也可以适用于进一步改变接头的方式。另外，也可以根据驱动轴1的规格或外径适宜变更上述外轮部件17的外形及大小等。另外，在上述各实施方式中，以轴的对象为上述输入轴2，但不限于此，例如也可以以驱动轴或从动轴侧的短轴为对象。另外，将上述密封圈14嵌装固定于中径部12的外周，但也可以在上述圆筒部21的内周面设置嵌装槽，并嵌装固定于其上。如下说明根据上述实施方式掌握的上述技术方案以外的发明记述思想。〔技术方案a〕如技术方案2所述的驱动轴，其特征在于，上述调整机构将上述外轮部件和内轮部件经由上述扭矩传递部件在轴向可相对位移地连接。〔技术方案b〕如技术方案1所述的驱动轴，其特征在于，设有密封部件，该密封部件在进行上述轴和外轮部件的结合时，将上述套筒的内周面和上述轴的外周面之间液密地密封。〔技术方案c〕如技术方案b所述的驱动轴，其特征在于，上述轴的插入上述套筒内的前端部具备大径部和在轴向与该大径部连续一体地形成的中径部，将上述密封部件设于上述中径部的与大径部的结合附近的外周和上述套筒的内周之间。〔技术方案d〕如技术方案b所述的驱动轴，其特征在于，在上述小径部的轴向设有多个上述密封部件。〔技术方案e〕如技术方案b所述的驱动轴，其特征在于，在上述套筒的内周面具有形成有上述内花键的内花键形成部其以外的非内花键形成部，上述密封部件设于上述非内花键形成部。〔技术方案f〕如技术方案e所述的驱动轴，其特征在于，在上述轴的外周面具有未形成上述外花键的非外花键形成部，将上述密封部件设于上述非外花键形成部和上述套筒的非内花键形成部之间。〔技术方案g〕一种驱动轴，其特征在于，具备：外轮部件，其具备内周面形成有内花键的套筒，将外周面形成有外花键的轴插入上述套筒进行花键结合；内轮部件，其经由滚动体可传递扭矩地与该外轮部件连接，向轴部件传递上述扭矩；靴，其一端固定于上述外轮部件，另一端固定于上述轴部件，用于在上述外轮部件内保持油脂；结合机构，其将上述轴和上述外轮部件在上述轴向进行定位，且具有将上述套筒的内周面和上述轴之间液密密封的密封部件，将上述结合机构配置于比上述密封部件更靠上述内轮部件侧。〔技术方案h〕如技术方案4所述的等速接头，其特征在于，由作为上述第一接头部件的第一叉形件、作为上述第二接头部件的第二叉形件、与上述第一、第二叉形件连结的作为上述扭矩传递部件的十字轴构成。