JP2001082441A - ドライブシャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドライブシャフトの中間軸長さを可変にする
と共にその軽量化を達成すること。 【解決手段】 中間軸１の両端部に等速自在継手３０，
３１がそれぞれ装着されたドライブシャフトにおいて、
上記中間軸１を少なくとも二分割の入れ子構造にすると
共に、一方の分割中間軸２の端部内周面と他方の分割中
間軸３の端部外周面にそれぞれスプライン４，７を形成
して両スプラインを嵌合し、分割中間軸２，３を相互に
スライド自在にする。分割中間軸２，３はスプライン
４，７に形成した円周方向溝６，９にサークリップ５を
嵌合してスライドをロックして使用したり、サークリッ
プ無しでスライド自在なままで使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＴＶ（All Terr
ain Vehicle:不整地走行用鞍乗り型車両）や一般自動車
の動力伝達装置に使用可能な等速自在継手を有するドラ
イブシャフトに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＶは不整地走行用の四輪ないし三輪
の鞍乗り型車両であって、バルーンタイヤを装備して荒
れ地や砂浜などの不整地を自在に走破可能にされてい
る。このＡＴＶの動力伝達装置は例えば図７に概念的に
示すように、エンジン２１の動力が内部の変速機構を経
てフロント側およびリヤー側の出力軸から出力され、チ
ェーン又はプロペラシャフト等の動力伝達手段２２、２
３を介してフロント側とリヤー側のデファレンシャル２
４、２５にそれぞれ入力される。そして、デファレンシ
ャル２４、２５に入力されたエンジン動力は、デファレ
ンシャル２４、２５の機構によって減速され、さらに直
角方向の回転動力に変換され、左右のドライブシャフト
２６、２７を介してホイール２８、２９に伝達される。
同図に示す例では、フロント側のドライブシャフト２６
とデファレンシャル２４との連結部Ａ、ホイール２８と
の連結部Ｂにそれぞれ等速自在継手を用いている。尚、
リヤー側のドライブシャフト２７とデファレンシャル２
５との連結部Ｃ、ホイール２９との連結部Ｄにそれぞれ
等速自在継手を用いる場合もある。また、動力伝達手段
２２、２３としてプロペラシャフトを用いる場合は、プ
ロペラシャフトとエンジン（変速機構）２１の出力軸と
の連結部Ｅ、Ｆ、デファレンシャル２４、２５との連結
部Ｇ、Ｈにそれぞれ等速自在継手を用いる場合もある。

【０００３】図８は、フロント側のドライブシャフト２
６を示している。コーナリング走行時や不整地走行時等
におけるホイール２８の動きに追随して、ドライブシャ
フト２６が角度変位および軸方向変位ができるように、
ドライブシャフト２６の連結には、摺動式等速自在継手
（二軸間の角度変位及び軸方向変位を許容する等速自在
継手）３０と、固定式等速自在継手（二軸間の角度変位
を許容する等速自在継手）３１を対にして使用する。同
図に示す例では、ドライブシャフト２６の一端を摺動式
等速自在継手（ダブルオフセット型等速自在継手）３０
を介してデファレンシャル２４に連結し（連結部Ａ）、
ドライブシャフト２６の他端を固定式等速自在継手（ツ
ェッパー型等速自在継手：ボールフィックスドジョイン
ト）３１を介してホイール２８に連結している（連結部
Ｂ）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＡＴＶはホイールの揺
動変位が一般車よりも大きい関係で、ドライブシャフト
の長さによっては等速自在継手にとって厳しい作動角と
なる場合がある。このため、ＡＴＶのドライブシャフト
の長さ、正確にはドライブシャフトの両端に装着される
等速自在継手のトルク伝達ボールの中心間距離は、ＡＴ
Ｖの仕様ないし車種によって大きく異なるのが普通であ
る。このため、ドライブシャフトの中間軸は車種毎に長
さ仕様を変えて製作しなければならず、中間軸の品種が
増えて管理工数が増大している。

【０００５】また、中間軸は一般に棒材からの削り出し
で製作しているため、自動車部品の中でも比較的重い部
品に分類され、その軽量化が課題となっている。

【０００６】本発明は以上の課題に鑑みなされたもの
で、その目的は、ドライブシャフトの中間軸長さを可変
にすると共にその軽量化を達成することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係るドライブシャフトは、中間軸の両端部に等
速自在継手がそれぞれ装着されたドライブシャフトにお
いて、上記中間軸を少なくとも二分割の入れ子構造にす
ると共に、一方の分割中間軸の端部内周面と他方の分割
中間軸の端部外周面にそれぞれスプラインを形成して両
スプラインを嵌合し、分割中間軸を相互にスライド自在
とした。

【０００８】このように中間軸をスプライン嵌合を使っ
た入れ子構造にすることにより、軸方向変位とトルク伝
達の両方が可能になり、共通１種類の中間軸でドライブ
シャフトの異なる長さ仕様に対応することができるよう
になる。この伸縮式中間軸はスプライン嵌合部に形成し
た円周方向溝にサークリップを嵌合することにより長さ
固定の中間軸として使用することもできるし、サークリ
ップ無しで伸縮自在の中間軸のまま使用することもでき
る。特に後者の場合、中間軸自体でドライブシャフトの
軸方向変位を吸収することができるため、一般的には中
間軸のデフ側に配設される摺動式等速自在継手をホイー
ル側と同じ固定式等速自在継手に置換えることができ、
ホイール側とデフ側で等速自在継手ならびにブーツの仕
様共通化を図れることから、部品点数削減と量産による
コストダウンを達成できる。さらに、固定式等速自在継
手は摺動式等速自在継手よりも作動角を大きく（４６°
〜５０°）設定可能であるから、固定式等速自在継手＋
固定式等速自在継手のドライブシャフトにすることによ
り大作動角（４６°〜５０°）＋（４６°〜５０°）を
確保できて車両側の設計の自由度を向上できるというメ
リットもある。

【０００９】また、中間軸を分割して入れ子構造とした
ことにより、いずれか一方の分割中間軸は筒状部を備え
ることになるから、中間軸の長さの割に重量を抑制する
ことができてドライブシャフトの軽量化を図れる。ま
た、筒状部を備える分割中間軸は量産に有利な冷間鍛造
はもとより、冷間鍛造よりもさらにコスト的に有利なパ
イプ材の絞り成形でも製造することができる。また、分
割中間軸は互いに分離することが可能なため、メンテナ
ンスの時、従来工数がかかったブーツ交換も等速自在継
手を分解することなく比較的簡単迅速に行なうことがで
きる。

【００１０】分割中間軸を棒材からの削り出しでなく冷
間鍛造にて成形する場合、同じ冷間鍛造にて成形される
等速自在継手の内側継手部材との一体成形が可能とな
る。このように分割中間軸と内側継手部材とを一体形成
すれば、部品点数削減と組付け工数削減による大幅な合
理化が可能となる。

【００１１】上記伸縮式中間軸を使用すれば、同じ長さ
であっても軽量な中間軸とすることができることは前述
の通りであるが、入れ子構造のために受入側の分割中間
軸が従来よりも大径になる。このことは等速自在継手の
外側継手部材の開口部を覆うゴム製ブーツの小径側を固
定する際に有利な条件を与える。すなわち、ブーツの小
径側は断面積が相対的に小さいため、ドライブシャフト
の揺動ないし伸縮に伴うブーツの繰返し変形において、
応力的には大径側よりも過酷な条件下にあるといえる
が、本発明のドライブシャフトでは中間軸が大径化する
ので、ブーツの小径側を従来よりも大径にできて過酷な
応力条件を緩和することができるのである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図１〜
図６に従って説明する。図１は、図８の従来型ドライブ
シャフト２６の中間軸２６ａの代わりとなる新規な中間
軸１を示している。中間軸１の両端に装着される摺動式
等速自在継手３０や固定式等速自在継手３１の構成は従
来と同じであるので、図１では省略している。中間軸１
は詳しくは図２のように入れ子式に二分割されていて、
大径メス側となる第１の分割中間軸２と、小径オス側と
なる第２の分割中間軸３で構成されている。これら分割
中間軸２，３は、従来のように棒材からの削り出しによ
る他、量産の場合にコスト的に有利な冷間鍛造により製
造することができる。第１の分割中間軸２は、内径面に
スプライン４が形成された一端閉塞の筒状部２ａと、こ
の筒状部２ａよりもやや小径で筒状部２ａの閉塞端から
同軸一直線状に延在し、先端部が固定式等速自在継手の
内側継手部材にセレーション嵌合される軸部２ｂとで構
成される。筒状部２ａの開口端に近い内径面にはサーク
リップ５を嵌合するための円周方向溝６が形成されてい
る。

【００１３】一方、第２の分割中間軸３は第１の分割中
間軸２の筒状部２ａに挿入可能なように外径面に上記メ
ス側スプライン４と対応するオス側スプライン７が形成
された挿入軸部３ａと、この挿入軸部３ａよりも僅かに
小径で挿入軸部３ａの一端から同軸一直線状に延在し、
先端部が摺動式等速自在継手の内側継手部材にセレーシ
ョン嵌合される軸部３ｂとで構成される。挿入軸部３ａ
にはセレーション７の中間部と末端部付近にサークリッ
プ５，８を嵌合可能な円周方向溝９，１０が形成されて
いる。

【００１４】中間軸１は図１のように、第１の中間軸２
の筒状部２ａに第２の中間軸３の挿入軸部３ａを挿入
し、円周方向溝６，９にサークリップ５を嵌合すること
により一体化される。なお、第２の分割中間軸３のもう
一つの円周方向溝１０に嵌合した別のサークリップ８が
第１の分割中間軸２の筒状部２ａの開口側端部に当接す
ることによって、第２の分割中間軸３の挿入深さが規制
されるようになっている。

【００１５】第１の分割中間軸２の両端部外径面には、
ブーツ１４，１５の小径側端部を嵌合させるための環状
凹所１６，１７が形成されている。このブーツ１４，１
５は、図８から分かるように摺動式等速自在継手３０と
固定式等速自在継手３１の各外側継手部材の開口側を覆
うためのものであって、伸縮自在かつ屈曲自在なように
一端大径他端小径のゴム製蛇腹状に形成されている。従
来のブーツ１４，１５の装着方法は、図８のようにブー
ツ１４，１５の大径側が外側継手部材の外径面に固定さ
れ、小径側が中間軸２６ａの外径面に固定される。しか
し、ブーツ１４，１５の小径側は断面積が小さく、ドラ
イブシャフト２６の揺動伸縮に伴う応力が大径側よりも
数倍大きい関係で、疲労しやすい。しかし、図１のよう
に比較的大径の筒状部２ａの外径面にブーツ１４，１５
の小径側を固定する構造にすれば小径側断面積が増大す
るので、疲労が生じにくくなる。また、筒状部２ａの外
径面に両ブーツ１４、１５を固定したため、等速自在継
手を分解せずに、ブーツの交換が可能になる。

【００１６】以上説明したドライブシャフトは、中間軸
１のサークリップ５，８を嵌合させる円周方向溝６，
９，１０の形成位置を変更するだけで中間軸の全長を簡
単に変更可能であるから、長さ仕様が異なる複数種類の
中間軸を製造する必要がなくなり、車種を問わない汎用
ドライブシャフトを実現できる。

【００１７】次に、本発明の変形例につき説明する。図
３は第２の分割中間軸３の一端に摺動式等速自在継手３
０の内側継手部材３０ａを一体成形したものである。従
来は図８のように中間軸２６ａの端部に内側継手部材３
０ａをセレーション嵌合する構成であったが、図３のよ
うに内側継手部材３０ａを第２の分割中間軸３に一体形
成することにより、部品点数ないし組付工数を少なくで
きてドライブシャフトのコストダウンを図れる。

【００１８】図４は第２の分割中間軸３の２つのサーク
リップ５，８のうち、挿入位置規制用のサークリップ８
を廃止して、ストッパ用フランジ部１８を第２の分割中
間軸３に一体形成したものである。これにより部品点数
や組付工数を削減することができる。

【００１９】また図５は第１の分割中間軸を棒材の冷間
鍛造ではなくパイプ材の絞り成形で構成した別型式の第
１の分割中間軸１９であり、中空部が増える分だけ棒材
の冷間鍛造に比べて軽量化を図れる。

【００２０】図６は中間軸１の両端に、いずれも固定式
等速自在継手（例えばボールフィックスドジョイント）
３１を配したもので、従来の摺動式等速自在継手３０の
軸方向変位の吸収機能を、第１の分割中間軸２と第２の
分割中間軸３の相互スライドにて果たすようにしたもの
である。このため、図６の中間軸１では第１の分割中間
軸２と第２の分割中間軸３との間にスライドロック用の
サークリップを使用しない。従って、図１及び図２では
スプライン４，７の途中に形成していた円周方向溝６，
９も図６の中間軸では勿論不要である。中間軸１の両側
の固定式等速自在継手３１は同一の内部仕様にすること
ができるから、等速自在継手の種類を従来の固定式と摺
動式の２種類から固定式の１種類に減らすことができ
る。またスライド可能な中間軸１の採用により、長さ仕
様が異なる複数種類の中間軸を製造する必要がなくな
り、車種を問わない汎用ドライブシャフトを実現でき
る。

【００２１】以上、本発明の実施形態につき説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の
変形が可能である。例えば上記実施形態では中間軸１を
二分割したが、三分割以上の入れ子構造にすることも勿
論可能であるし、また内側継手部材を第２の分割中間軸
３だけでなく第１の分割中間軸２にも一体形成するよう
にしてもよい。

【００２２】また、中間軸１の両端に装着する等速自在
継手の種類としては、前述した固定式＋摺動式、固定式
＋固定式の他、固定式＋ＵＪ（アンダーカットフリージ
ョイント）、ＵＪ＋ＵＪの構成にすることも可能であ
る。アンダーカットフリージョイントとは、外側継手部
材及び内側継手部材の案内溝の一部に、作動角を大きく
設定するためにアンダーカットフリーの領域を形成した
固定式等速自在継手のことをいう。

【００２３】また、図６の実施形態では中間軸１の伸縮
により軸方向変位を吸収するようにしたが、この中間軸
１による軸方向変位吸収に代えて、又は中間軸１による
軸方向変位吸収と共に、等速自在継手の内側継手部材に
セレーション嵌合する軸部２ｂ又は３ｂの長さを延長し
て、この軸部２ｂ又は３ｂと内側継手部材との間の軸方
向スライドにより軸方向変位を吸収するようにしてもよ
い。

【００２４】さらに、本発明はＡＴＶだけでなく一般自
動車の動力伝達装置にも適用可能なことは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は前述の如く、ドライブシャフト
の中間軸を入れ子式に組合わせた分割中間軸で構成した
ので、分割中間軸の相互スライド調節により中間軸の長
さを簡単に変えることができ、これにより長さ仕様が異
なる複数種類の中間軸を製造する必要がなくなり、品種
統合と管理工数削減により低コストで全車共通の汎用ド
ライブシャフトを実現できる。また入れ子式のため中間
軸内部に必然的に中空箇所ができ、その分だけドライブ
シャフトの軽量化が図れる。また、分割中間軸は互いに
分離することが可能なため、従来工数がかかったブーツ
交換も等速自在継手を分解することなく比較的簡単迅速
に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るドライブシャフトに使用される中
間軸の側面図。

【図２】中間軸の分解側面図。

【図３】分割中間軸に内側継手部材を一体形成した変形
例を示すもので、（Ａ）は分割中間軸の端部側面図、
（Ｂ）は分割中間軸の端面図。

【図４】変形例に係る分割中間軸の側面図。

【図５】変形例に係る分割中間軸の断面図。

【図６】変形例に係るドライブシャフトの断面図。

【図７】ＡＴＶの動力伝達装置の概略平面図。

【図８】フロント側のドライブシャフトの側面図。

【符号の説明】

１ 中間軸 ２ 第１の分割中間軸 ３ 第２の分割中間軸 ４ スプライン ５ サークリップ ７ スプライン ８ サークリップ １４ ブーツ １５ ブーツ ２４ デファレンシャル ２６ ドライブシャフト ３０ 摺動式等速自在継手 ３０ａ 内側継手部材 ３１ 固定式等速自在継手 ３１ａ 内側継手部材

フロントページの続き (72)発明者 木下 万里 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 (72)発明者 水谷 好伸 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 3D042 AA06 AB07 DA00 3J033 AA01 AB03 AC02 BA04 BA08

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中間軸の両端部に等速自在継手がそれぞれ
   装着されたドライブシャフトにおいて、上記中間軸を少
   なくとも二分割の入れ子構造にすると共に、一方の分割
   中間軸の端部内周面と他方の分割中間軸の端部外周面に
   それぞれスプラインを形成して両スプラインを嵌合し、
   分割中間軸を相互にスライド自在としたことを特徴とす
   るドライブシャフト。
2. 【請求項２】上記等速自在継手がどちらも固定式等速自
   在継手であることを特徴とする請求項１記載のドライブ
   シャフト。
3. 【請求項３】上記固定式等速自在継手の少なくとも内部
   仕様が同一であることを特徴とする請求項２記載のドラ
   イブシャフト。
4. 【請求項４】上記固定式等速自在継手がボールフィック
   スドジョイントであることを特徴とする請求項２又は３
   記載のドライブシャフト。
5. 【請求項５】上記等速自在継手の一方が固定式等速自在
   継手で、他方が摺動式等速自在継手であることを特徴と
   する請求項１記載のドライブシャフト。
6. 【請求項６】上記中間軸に軸方向位置決め手段を設けた
   ことを特徴とする請求項５記載のドライブシャフト。
7. 【請求項７】上記位置決め手段が、スプライン嵌合部に
   装着したサークリップであ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。
8. 【請求項８】上記中間軸の一方がパイプ成形品であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載のドライ
   ブシャフト。
9. 【請求項９】上記分割中間軸の少なくとも一方に等速自
   在継手の内輪が一体形成されていることを特徴とする請
   求項１乃至８のいずれか記載のドライブシャフト。
10. 【請求項１０】上記等速自在継手の外側継手部材の開口
    部を覆うブーツの小径側を、分割中間軸のいずれか大径
    の方の外径面に固定したことを特徴とする請求項１乃至
    ９のいずれか記載のドライブシャフト。
11. 【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれか記載のドラ
    イブシャフトを備えたことを特徴とする不整地走行用鞍
    乗り型車両。