JP2001349339A - 車両用軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性の低下や装置の大型化を招くことな
く、振動吸収性能を高める。 【解決手段】 第１軸と第２軸の突合せ部に配置した環
状プレート２４に、円周方向等間隔に複数の挿通孔２５
を形成する。第１軸と第２軸を環状プレート２４の挿通
孔２５部分に円周方向で交互に結合する。環状プレート
２４上の挿通孔２５，２５間の連結アーム部２９には、
隣接する挿通孔２５，２５の中心を直線で結ぶ仮想線ｐ
を通るように肉抜き孔３０を形成し、連結アーム部２９
を第１アーム部２９ａと第２アーム部２９ｂとに分割形
成する。環状プレート２４全体を薄肉にしたり、その径
を大きくすることなく、各連結アーム部２４ａの剛性を
低減し、振動吸収性能を高めることが可能となる。モー
メントによる一方のアーム部２９ａの変形を他方のアー
ム部２９ｂによって抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のプロペラシ
ャフト部分等に用いられる軸継手に関し、とりわけ、軸
方向の振動を弾性的に吸収する機能を備えた軸継手に関
する。

【０００２】

【従来の技術】車両のプロペラシャフト部分に用いられ
る軸継手として、ゴム弾性体を用いたものが知られてい
る（例えば、実開昭６３-１７８６３２号公報参照）。

【０００３】この軸継手は、図９，図１０に示すよう
に、ゴム弾性体から成る略円環状の本体部１に周方向等
間隔に複数のブッシュ２が設けられ、隣接するブッシュ
２，２相互が剛性の高い補強線材８によって連結されて
いる。第１軸３と第２軸４の各端部には、複数の分岐ア
ーム（結合部）５ａ，６ａを有するヨーク５，６が夫々
取付けられ、この両ヨーク５，６の分岐アーム５ａ，６
ａが軸継手のブッシュ２に円周方向で交互にボルト１２
（締結手段）によって結合されている。そして、第１軸
３の先端部は軸継手の本体部１を貫通して突出し、第２
軸４にゴムブッシュ７を介してセンタリングされてい
る。

【０００４】この軸継手の場合、隣接するブッシュ２が
補強線材８によって結合されているため、両軸３，４間
の軸方向の相対変位は弾性的に許容し、回転方向の動力
は補強線材８の張力によって剛的に伝達することができ
る。

【０００５】しかし、この従来からある軸継手において
は、部品点数が多いうえに装置全体が大型化し易い等の
問題があり、近年、これに代わる軸継手として金属プレ
ート等を用いたものも開発されている（例えば、実開昭
６０−１８９６２０号公報参照）。

【０００６】この軸継手は、図１１に示すように、金属
製の環状プレート９に円周方向に等間隔にボルト（締結
手段）の挿通孔１０…が設けられ、これらの挿通孔１０
…に、第１軸側の結合部と第２軸側の結合部（図示は省
略してあるが、図９，図１０の分岐アーム５ａ，６ａに
相当。）が円周方向で交互になるように結合されてい
る。そして、環状プレート９は剛性の高い金属によって
一定の肉厚で、かつ、一定の径方向幅Ａ’の円環状に形
成されている。尚、同図中１１は、ボルト締結時に用い
られるワッシャである。

【０００７】したがって、今、環状プレート９上の隣接
する挿通孔１０，１０間の領域を連結アーム部９ａと呼
ぶとすると、各連結アーム部９ａは、軸方向の振動入力
に対し曲げ方向に弾性変形してその振動を吸収すること
ができ、回動方向の入力に対しては変形を生じることな
くトルクを剛的に伝達することができる。また、この軸
継手の場合、第１軸と第２軸は剛性の高いの環状プレー
ト９を介してセンタリングされるため、特別なセンタリ
ング機構を設ける必要もない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この従来の軸継手の場
合、振動吸収性能を高めるためには前記各連結アーム部
９ａの軸方向剛性を低減する必要があるが、環状プレー
ト９全体の肉厚を薄くするのには限界があり、また、ア
ーム部９ａの長さを長くしようとすると継手全体の大型
化を招く。

【０００９】つまり、環状プレート９は、振動吸収のた
めに軸方向に変位したとき、締結手段との相対変位や環
状プレート同士の相対変位によって挿通孔１０の周域部
分に摩耗を生じるが、環状プレート全体の肉厚を薄くし
ていくと、板厚に対しての摩耗量が多くなることから耐
久性の低下を来し易くなり、このことが原因して環状プ
レート９全体の厚みはある程度以上には薄くすることが
できない。そして、連結アーム部９ａは、その長さを単
純に長くしようとすると、環状プレート９の外径が大き
くなり、それに伴って軸継手全体が大型化してしまう。

【００１０】そこで本発明は、耐久性の低下や装置の大
型化を招くことなく、振動吸収性能を高めることのでき
る車両用軸継手を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、請求項１に記載の発明は、第１軸と
第２軸の突合せ部に回動方向の剛性の大きい環状プレー
トを配置し、前記第１軸と第２軸の各端部に円周方向に
間隔をおいて設けられた結合部を、第１軸側のものと第
２軸側のものが円周方向で交互になるように、前記環状
プレートに締結手段を介して結合し、前記環状プレート
上の、締結手段の挿通孔間に位置される連結アーム部の
弾性変形により、軸方向の振動を吸収するようにした車
両用軸継手において、前記連結アーム部に肉抜き孔を形
成し、連結アーム部を、隣接する挿通孔の中心を直線で
結ぶ仮想線よりも径方向外側に位置される第１アーム部
と、同仮想線よりも径方向内側に位置される第２アーム
部とに分割形成するようにした。

【００１２】したがって、この発明の場合、連結アーム
部に肉抜き孔を形成したために、環状プレートの厚さを
薄くしたり、径を増大させることなく、連結アーム部の
軸方向剛性を下げることができる。しかも、第１アーム
部と第２アーム部は仮想線に対して径方向外側と内側に
位置されるため、隣接する連通孔間に作用する引張力や
押付力が一方のアーム部にモーメントとして作用して
も、そのアーム部の変形は他方のアーム部によって抑え
られる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、肉抜き孔を、環
状プレート上の各挿通孔の中心を通るピッチ円と同心の
円弧状に形成し、環状プレートの内周面を前記ピッチ円
と同心に形成するようにした。したがって、この発明の
場合、第１アーム部と第２アーム部に幅の狭い部分が部
分的にできにくくなるうえ、環状プレートの径方向内側
に有効利用できる広い円形スペースが確保される。

【００１４】請求項３に記載の発明は、第１アーム部と
第２アーム部の長さを略等しく設定するようにした。こ
の発明の場合、隣接する挿通孔間に作用する引張力や押
付力による応力が第１アーム部と第２アーム部に均等に
分散される。

【００１５】請求項４に記載の発明は、第１アーム部と
第２アーム部を前記仮想線に対して平行に形成するよう
にした。この発明の場合、環状プレートの径方向外側方
向の必要外の膨らみが無くなる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、主方向のトルク
伝達時に、引張力が作用しない挿通孔間の第２アーム部
を無くすようにした。したがって、すべての連結アーム
部に第２アーム部を設ける場合に比較して全体が軽量化
される。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図１〜
図８に基づいて説明する。

【００１８】まず、図１，図２に示す第１の実施形態に
ついて説明する。

【００１９】図２は、本発明にかかる軸継手を適用した
車両のプロペラシャフト部分の断面を示すものであり、
２０は、変速機側の出力軸、２１は、プロペラシャフト
のシャフト本体である。尚、この実施形態においては、
この出力軸２０とシャフト本体２１が本発明における第
１軸と第２軸を構成している。

【００２０】出力軸２０側の端部には鍛造製のヨーク２
２が結合され、シャフト本体２１側の端部にはプレス成
形されたヨーク２３が溶接固定されている。これらのヨ
ーク２２，２３はいずれも三叉状に等間隔に分岐した分
岐アーム２２ａ，２３ａを有し、これらの各分岐アーム
２２ａ，２３ａの先端が結合部とされている。そして、
両ヨーク２２，２３の間には重合した二枚の金属製の環
状プレート２４，２４が配置され、両ヨーク２２，２３
がこれらの環状プレート２４，２４を介して連結されて
いる。本発明にかかる軸継手はヨーク２２，２３とこの
環状プレート２４，２４を主だった部品として構成され
ている。

【００２１】各環状プレート２４には６つの挿通孔２５
が同心円上に等間隔に形成されており、出力軸２０側と
シャフト本体２１側の各分岐アーム２２ａ，２３ａが、
円周方向で交互になるように両環状プレート２４，２４
の挿通孔２５部分にボルト２６及びナット２７（締結手
段）によって締結されている。この各締結にあたって
は、両環状プレート２４，２４の外面側に夫々ワッシャ
２８，２８が重合配置され、この一対のワッシャ２８，
２８で両環状プレート２４，２４を直接挟み込むかたち
となっている。

【００２２】ここで、図１に示すように、両環状プレー
ト２４，２４は、その外周面が円形状に形成される一方
で、内周面が各挿通孔２５の対応位置に頂部を有する六
角形状に形成され、隣接する挿通孔２５，２５間の連結
アーム部２９には長孔状の肉抜き孔３０が形成されてい
る。この肉抜き孔３０は、隣接する挿通孔２５の中心を
直線で結ぶ仮想線ｐを通るように形成され、連結アーム
部２９を、仮想線ｐよりも径方向外側に位置される第１
アーム部２９ａと、同仮想線ｐよりも径方向内側に位置
される第２アーム部２９ｂとに分離するようになってい
る。また、肉抜き孔３０の各端部には円弧状の丸みが設
けられ、応力集中の緩和とそれによる耐久性の向上が図
られている。

【００２３】したがって、第１アーム部２９ａと第２ア
ーム部２９ｂの各径方向幅を合わせた幅は挿通孔２５周
域の幅Ａよりも狭くなっており、しかも、第１，第２ア
ーム部２９ａ，２９ｂは、その各径方向幅の中心ｑ₁，
ｑ₂が仮想線ｐの径方向外側と内側を通ることから、こ
れらの各長さは仮想線ｐよりも長く設定されている。

【００２４】また、上記肉抜き孔３０や内周面側の六角
形状は、環状プレート２４に挿通孔２５等をプレス成形
する際に同時に打ち抜かれて形成されている。したがっ
て、この環状プレート２４は、一度のプレス作業によっ
て製造を完了することができ、特別な後加工が必要でな
いため、低コストでの製造が可能である。

【００２５】この軸継手は、以上で構成を述べたよう
に、肉抜き孔３０を設けることにより連結アーム部２９
全体の径方向幅を狭め、かつ、第１，第２連結アーム部
２９ａ，２９ｂの各長さを長く設定してあるため、これ
らの相乗効果によって連結アーム部２９の軸方向剛性を
充分に低減し、振動吸収性能を確実に高めることができ
る。しかも、環状プレート２４を必要以上に薄肉にした
り、径を大きくする必要がないため、挿通孔２５周域の
摩耗の増大による耐久性の低下や、軸継手全体の大型化
を招くこともない。

【００２６】さらに、この軸継手は、環状プレート２４
の各連結アーム部２９が、仮想線ｐの径方向外側を通る
第１アーム部２９ａと内側を通る第２アーム部２９ｂと
に分離形成されているため、隣接する挿通孔２５，２５
間に作用する引張力や押付力に起因したモーメントによ
り、連結アーム部２９に座屈が生じる不具合も生じな
い。

【００２７】即ち、図７の比較例のように、連結アーム
部１２９は、その径方向幅を挿通孔２５周域の径方向幅
よりも狭めて仮想線ｐの径方向外側若しくは内側に形成
すれば、軸方向剛性を低く設定することができるが、こ
のように連結アーム部１２９を仮想線ｐの径方向外側と
内側のいずれかに偏寄させると、隣接する挿通孔２５，
２５に作用する回転駆動力による引張力Ｆ₁や押付力Ｆ₂
が各連結アーム部１２９にモーメントとして作用する。
例えば、同図の例のようにの各連結アーム部１２９を仮
想線ｐの径方向外側に形成した場合には、引張力Ｆ₁は
連結アーム部１２９の略中間位置を基点に挿通孔２５，
２５相互を離反させるようにモーメントＭ₁生じさせ、
押付力Ｆ₂は逆に連結アーム部１２９の略中間位置を基
点に挿通孔２５，２５相互を近接させるようにモーメン
トＭ₂を生じさせる。そして、このときの引張力Ｆ₁によ
るモーメントＭ₁は、連結アーム部１２９の略中間位置
の径方向外側部に図８に示すような口開きを起こすよう
な座屈ａを生じさせ、押付力Ｆ₂によるモーメントＭ₂は
逆に径方向内側部に同様の座屈ｂを生じさせる。

【００２８】しかし、この実施形態においては、連結ア
ーム部２９が仮想線ｐよりも外側の第１アーム部２９ａ
と内側の第２アーム部２９ｂとに分割形成されているた
め、一方のアーム部２９ａ（２９ｂ）に比較例のような
モーメントが作用しても、そのモーメントによる一方の
アーム部２９ａ（２９ｂ）の変形を他方のアーム部２９
ｂ（２９ａ）で抑えることができ、このことから比較例
のような座屈の発生は確実に阻止することができる。し
たがって、座屈部分が形状復帰する際に生じる反転音
や、環状プレート２４，２４間での異物の噛み込み等は
未然に防止することができる。

【００２９】尚、各連結アーム部２９に肉抜き孔３０を
設けたことによる環状プレート２４の回動方向の剛性低
下は、環状プレート２４の重合枚数を適宜増加すること
によって補うことができる。

【００３０】図３は、本発明の第２の実施形態を示すも
のであり、この実施形態の軸継手は、環状プレート３４
の各連結アーム部３９に形成する肉抜き孔４０が各挿通
孔２５の中心を通るピッチ円ｓと同心の円弧状に形成さ
れ、かつ、環状プレート３４の外周面と内周面が前記ピ
ッチ円ｓと同心に形成されている。そして、肉抜き孔４
０は、第１の実施形態のものと同様に、仮想線ｐを挟ん
で径方向外側の第１アーム部３９ａと内側の第２アーム
部３９ｂとに分離形成するようになっている。

【００３１】したがって、この実施形態の軸継手におい
ては、基本的には第１の実施形態と同様の作用効果を得
ることができるが、さらに、肉抜き孔４０が環状プレー
ト３４の外周面及び内周面と同心の円弧状に形成されて
いることから、第１アーム部３９ａと第２アーム部３９
ｂに局部的に径方向幅の狭い部分ができることがなく、
環状プレート３４の内径を大きくしても強度的な問題が
生じないという利点がある。

【００３２】よって、この軸継手を採用した場合には、
内周側に他部材と干渉することのない大きな円形スペー
スを確保することができるため、継手内周側の有効利用
を図ることができる。

【００３３】また、図４は、本発明の第３の実施形態を
示すものである。この実施形態の軸継手は、連結アーム
部４９に肉抜き孔５０を形成することにより、第１アー
ム部４９ａと第２アーム部４９ｂを分離形成する点は、
図１に示す第１の実施形態のものと同様であるが、図１
のものが第２アーム部２９ｂを仮想線ｐにほぼ平行な直
線状に形成しているのに対し、第２アーム部４９ｂを、
仮想線ｐを挟んで第１アーム部４９ａとほぼ対象な緩や
かな曲線状に形成している点で異なる。

【００３４】この軸継手は、第１アーム部４９ａと第２
アーム部４９ｂが略等しい長さに形成されているため、
環状プレート４４上の隣り合う挿通孔２５，２５間に作
用する引張力や押付力による応力を両アーム部４９ａ，
４９ｂに均等に分散させることができる。したがって、
一方のアーム部の太さを太くする等の必要がないため、
軸継手全体を軽量化することができる。さらに、この軸
継手は、第１アーム部４９ａと第２アーム部４９ｂを仮
想線ｐと対称形で、かつ、円弧形状に形成してあるた
め、挿通孔２５，２５間のアーム部４９ａ，４９ｂの長
さをより長くして軸方向剛性をより小さくすることがで
きる。また、第２アーム部４９ｂが径方向内側に膨出さ
せて形成されているため、回転体としてのイナーシャは
低減される。

【００３５】図５は、本発明の第４の実施形態を示すも
のであり、この実施形態の軸継手は、図４に示した第３
の実施形態と同様に、第１アーム部５９ａと第２アーム
部５９ｂが略等しい長さに形成されているが、この両ア
ーム部５９ａ，５９ｂがさらに仮想線ｐに対して略平行
になるように形成されている。

【００３６】したがって、この実施形態の軸継手は、第
３の実施形態と同様の効果を得ることができることに加
え、径方向内側と外側の膨らみを無くして、さらなる軽
量化を図ることができるという利点がある。

【００３７】また、図６は、本発明の第５の実施形態を
示すものである。この実施形態で用いる環状プレート６
４は、図５に示したものを基本形状とし、図５に示した
ものの六つの連結アーム部５９のうちの、円周方向に沿
って一つおきに位置されるものの第２アーム部５９ｂを
無くしたものである。第２アーム部５９ｂは、主方向の
トルク伝達時（例えば、前方加速時）に隣接する挿通孔
間２５，２５に引張力が作用する部分のもののみを残
し、他の部分のものは廃止している。

【００３８】これは軸継手が主に引張力でトルクを伝達
することに着目したもので、主方向のトルク伝達時に引
張力の作用する連結アーム部５９にだけ第２アーム部５
９ｂを設け、押付力の作用する連結アーム部５９の第２
アーム５９ｂ部を廃止することにより、主な運転状況下
での環状プレート６４の座屈を防止できるようにしたも
のである。

【００３９】したがって、この軸継手においては、座屈
の発生防止と軽量化の両立を図ることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明は、
環状プレートの厚みを薄くしたり、径を増大させること
なく、連結アーム部の軸方向剛性を下げることができる
ため、耐久性の低下や装置の大型化等の不具合を招くこ
となく、振動吸収性能を確実に高めることができる。し
かも、この発明においては、隣接する連通孔間に作用す
る引張力や押付力が第１アーム部と第２アーム部のうち
の一方にモーメントとして作用しても、そのアーム部の
変形を他方のアーム部によって抑えることができるた
め、モーメントの作用によるアーム部中央付近の座屈の
発生を無くすことができ、この座屈に起因する反転音の
発生や、環状プレートを複数枚重ねて用いたときの異物
の噛み込み等を確実に防止することができる。

【００４１】請求項２に記載の発明は、第１アーム部と
第２アーム部に極端に幅の狭い部分を作ることなく、環
状プレートの径方向内側に広い円形スペースを確保する
ことができるため、他部材との干渉を招くことなく径方
向内側スペースを有効利用できる、というさらなる効果
を奏する。

【００４２】請求項３に記載の発明は、隣接する挿通孔
間に作用する引張力や押付力による応力を第１アーム部
と第２アーム部に均等に分散させることができるため、
強度向上のために一方のアーム部の幅を増大させる等の
必要がなく、その分軸継手全体の軽量化を図ることがで
きる。

【００４３】請求項４に記載の発明は、環状プレートの
径方向外側方向の必要外の膨らみがなくなるため、その
分、軸継手全体を小型・軽量化することができる。

【００４４】請求項５に記載の発明は、主方向のトルク
による引張力が大きく作用する部分だけに第２アーム部
が設けられるため、座屈による異音の発生や異物の噛み
込み等を軸継手の大幅な重量増加を招くことなく効率良
く防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す環状プレートの
平面図。

【図２】同実施形態を示す軸継手の断面図。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す環状プレートの
平面図。

【図４】本発明の第３の実施形態を示す環状プレートの
平面図。

【図５】本発明の第４の実施形態を示す環状プレートの
平面図。

【図６】本発明の第５の実施形態を示す環状プレートの
平面図。

【図７】本発明の比較例を示す環状プレートの平面図。

【図８】同比較例を示す図７のａ，ｂ部分の側面図。

【図９】従来の技術を示す断面図。

【図１０】同技術を示すＣ矢視図。

【図１１】別の従来の技術を示す環状プレートの平面
図。

【符号の説明】

２０…出力軸（第１軸） ２１…シャフト本体（第２軸） ２２ａ，２３ａ…分岐アーム（結合部） ２４，３４，４４，５４，６４…環状プレート ２５…挿通孔 ２６…ボルト（締結手段） ２７…ナット（締結手段） ２９，３９，４９，５９…連結アーム部 ２９ａ，３９ａ，４９ａ，５９ａ…第１アーム部 ２９ｂ，３９ｂ，４９ｂ，５９ｂ…第２アーム部 ３０…肉抜き孔 ｐ…仮想線 ｓ…ピッチ円

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１軸と第２軸の突合せ部に回動方向の
   剛性の大きい環状プレートを配置し、前記第１軸と第２
   軸の各端部に円周方向に間隔をおいて設けられた結合部
   を、第１軸側のものと第２軸側のものが円周方向で交互
   になるように、前記環状プレートに締結手段を介して結
   合し、前記環状プレート上の、締結手段の挿通孔間に位
   置される連結アーム部の弾性変形により、軸方向の振動
   を吸収するようにした車両用軸継手において、 前記連結アーム部に肉抜き孔を形成し、連結アーム部
   を、隣接する挿通孔の中心を直線で結ぶ仮想線よりも径
   方向外側に位置される第１アーム部と、同仮想線よりも
   径方向内側に位置される第２アーム部とに分割形成した
   ことを特徴とする車両用軸継手。
2. 【請求項２】 肉抜き孔を、環状プレート上の各挿通孔
   の中心を通るピッチ円と同心の円弧状に形成し、環状プ
   レートの内周面を前記ピッチ円と同心に形成したことを
   特徴とする請求項１に記載の車両用軸継手。
3. 【請求項３】 第１アーム部と第２アーム部の長さを略
   等しく設定したことを特徴とする請求項１に記載の車両
   用軸継手。
4. 【請求項４】 第１アーム部と第２アーム部を前記仮想
   線に対して平行に形成したことを特徴とする請求項３に
   記載の車両用軸継手。
5. 【請求項５】 主方向のトルク伝達時に、引張力が作用
   しない挿通孔間の第２アーム部を無くしたことを特徴と
   する請求項１〜４に記載の車両用軸継手。