JP2016075342A - Long structure member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車のアクスルシャフト等に供される長尺構造部材に関する。 The present invention relates to a long structural member used for an axle shaft or the like of an automobile.
一般に、特許文献1、2に記載されたアクスルシャフト等の軸状の長尺構造部材では、トルク伝達を可能にする径を維持させつつ細く形成することでトーショナルダンパーを構成することができ、急発進やトランスミッションの急変速等によるショックロードを大幅に軽減することが可能となる。
In general, in shaft-like long structural members such as axle shafts described in
しかし、ショック吸収後の揺れ戻しの継続をダンピングする構造が必要となるため、スペース的に無理があった。 However, since a structure that dampens the continuation of shaking back after shock absorption is required, it is impossible in terms of space.
解決しようとする問題点は、アクスルシャフト等の長尺構造部材をトーショナルダンパーとして構成する場合、ダンピング構造を付加するためにスペース的に無理があった点である。 The problem to be solved is that, when a long structural member such as an axle shaft is configured as a torsional damper, it is difficult to add a damping structure.
本発明は、アクスルシャフト等の長尺構造部材をトーショナルダンパーとして構成する場合に、ダンピング構造をスペース的に無理なく付加することを可能とするために、軸状の長尺構造部材であって、ダンピングトルクを伝達する中空のアウターシャフトと、このアウターシャフトの軸心部に配置され一端部が前記アウターシャフトの一端部に一体的な回転が可能に結合され他端部が前記アウターシャフトの他端部に対して相対回転可能な駆動トルクを伝達するトーションバーと、前記アウターシャフト及びトーションバー間に設けられ前記アウターシャフトに対する前記トーションバーの捩じれ動作をダンピングするダンピング結合部とを備えたことを特徴とする。 The present invention is a shaft-like long structural member in order to allow a damping structure to be added without difficulty in space when a long structural member such as an axle shaft is configured as a torsional damper. A hollow outer shaft that transmits a damping torque, and an end portion of the outer shaft that is disposed at an axial center of the outer shaft so as to be integrally rotatable with one end portion of the outer shaft, and the other end portion of the outer shaft. A torsion bar that transmits a drive torque that can rotate relative to the end portion, and a damping coupling portion that is provided between the outer shaft and the torsion bar and that damps the twisting operation of the torsion bar with respect to the outer shaft. Features.
本発明は、上記構成としたため、トーションバーによりショックエネルギーの吸収量を増大させることができる。アウターシャフトとトーションバーとの二重構造によりダンピング結合部をスペース的に無理なく設けることができ、トーションバーの捩じれ振動をダンピングし、揺れ戻しの捩じれ振動を早期に収束させることができる。 Since the present invention is configured as described above, the amount of shock energy absorbed can be increased by the torsion bar. Due to the double structure of the outer shaft and the torsion bar, the damping coupling portion can be provided without difficulty in space, the torsional vibration of the torsion bar can be damped, and the untwisted torsional vibration can be converged early.
アクスルシャフト等の長尺構造部材をトーショナルダンパーとして構成する場合に、ダンピング構造をスペース的に無理なく付加することを可能にするという目的を、ダンピングトルクを伝達する中空のアウターシャフトと、このアウターシャフトの軸心部に配置された主駆動トルクを伝達するトーションバーと、前記アウターシャフト及びトーションバー間に設けられ前記アウターシャフトに対する前記トーションバーの捩じれ動作をダンピングするダンピング結合部とを備えることで実現した。 When a long structural member such as an axle shaft is configured as a torsional damper, a hollow outer shaft that transmits a damping torque and the outer A torsion bar disposed at an axial center portion of the shaft for transmitting a main driving torque, and a damping coupling portion provided between the outer shaft and the torsion bar for damping a torsional operation of the torsion bar with respect to the outer shaft; It was realized.
前記ダンピング結合部は、多板間の摩擦力によりダンピングする機構であってもよい。 The damping coupling part may be a mechanism for damping by frictional force between multiple plates.
前記アウターシャフトに対し前記トーションバーが軸方向相対移動可能に配置され、 前記アウターシャフトと前記トーションバーとの間に軸方向に付勢力を発生する弾性体を介設し、前記ダンピング結合部は、前記アウターシャフトの他端部と前記トーションバーの他端部とに各別に係合して交互に配置され前記弾性体の付勢力で締結されるアウタープレート及びインナープレートとを備えてもよい。 The torsion bar is disposed so as to be axially movable relative to the outer shaft, an elastic body that generates an urging force in the axial direction is interposed between the outer shaft and the torsion bar, and the damping coupling portion is You may provide the outer plate and inner plate which are alternately arrange | positioned by engaging with the other end part of the said outer shaft and the other end part of the said torsion bar, and are fastened by the urging | biasing force of the said elastic body.
図1は、アクスルシャフトの断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an axle shaft.
図1は、軸状の長尺構造部材の一例としてアクスルシャフト1を適用している。軸状の長尺構造部材としては、その他、プロペラシャフト、フロントエンジンリヤドライブ構造のエクステンションシャフトなどを適用することもできる。
In FIG. 1, an
アクスルシャフト1は、この構造物を構成する中空のアウターシャフト3と、弾性部としてトーションバー5とを備えている。アウターシャフト3は、ダンピングトルクを伝達し、トーションバー5は、駆動部材として主駆動トルクを伝達する。
The
トーションバー5は、アウターシャフト3の軸心部に配置され一端部7がアウターシャフト3の一端部9に一体的な回転が可能に結合されている。トーションバー5の他端部11はアウターシャフト3の他端部13に対して相対回転可能な構成となっている。
The
アウターシャフト3及びトーションバー5の他端部13、11間には、ダンピング結合部15が設けられている。本実施例においてダンピング結合部15は、アウターシャフト3及びトーションバー5の他端部13、11間を相対回転可能に結合する結合部を構成するとともに、アウターシャフト3に対するトーションバー5の捩じれ動作をダンピングするものである。但し、ダンピング結合部15を、単なる結合部として構成し、アウターシャフト3及びトーションバー5の他端部13、11間を相対回転可能に結合する機能のみを有する構成にすることもできる。結合部としては、アウターシャフト3の他端部13に、トーションバー5の他端部11が回転自在に支持される構成であればよい。
A damping coupling portion 15 is provided between the
アウターシャフト3に対しトーションバー5が軸方向相対移動可能に配置され、アウターシャフト3とトーションバー5との間に軸方向に付勢力を発生する弾性体として複数枚の皿ばね17が介設されている。
A
図2は、アウターシャフトの断面図、図3は、アウターシャフトの側面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the outer shaft, and FIG. 3 is a side view of the outer shaft.
図2のアウターシャフト3は、機械構造用炭素鋼などにより中空に形成され、均一径の中間部8に対し、一端部9の内周に六角嵌合穴部18が形成されている。六角嵌合穴部18は、六角形断面の穴で形成されている。この六角嵌合穴部18は、後述の六角嵌合軸部29に嵌合させ、一端部9においてアウターシャフト3からトーションバー5へ回転伝達するものであり、スプライン、キー、その他の多角形軸など他の構造を適宜採用することができる。
The outer shaft 3 of FIG. 2 is formed hollow by carbon steel for machine structure or the like, and a hexagonal
一端部9の開口端内周にはインロー部19が形成されている。一端部9の外周には、スプライン21が形成されている。一端部9のスプライン21は、図示しないデファレンシャル装置のサイド・ギヤのインナースプラインにスプイライン嵌合し、デファレンシャル装置からのトルク伝達が可能となっている。
An
図2、図3のように、アウターシャフト3の他端部13には、径を拡大した拡径部23が形成されている。拡径部23の内周には、回転係合用の凹条23aが軸方向に沿って形成され、周方向6箇所に均等配置されている。拡径部23の内周奥側には、2箇所のストッパー用の係止突起23bが180°配置で設けられている。拡径部23の内周とアウターシャフト3の中間部8との間には、中間部8の内径よりも大きく拡径部23の内径よりも小さな径の軸支持部27が形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4は、トーションバーの断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the torsion bar.
図4のトーションバー5は、例えばばね鋼で形成され、均一径の中間部25に対し、一端部7には、六角嵌合軸部29と雄ねじ部31とが順次形成されている。六角嵌合軸部29は、断面が六角形に形成されている。トーションバー5の他端部11には、四角軸部33とホイール結合部35とが順次形成されている。四角係合軸部33の角部外周部33aは、軸支持部27に相対回転可能に軸支持されるように、円の一部を構成する曲率を有している。
The
四角係合軸部33は、断面が四角形に形成されている。この四角係合軸部33は、後述のインナープレート45を嵌合させ、インナープレート45がトーションバー5と共に回転するように構成したものであり、スプライン、キー、その他の多角形軸など他の構造を適宜採用することができる。
The square
ホイール結合部35には、フランジ部35aとスプライン35bとが形成されている。
The
このトーションバー5が、アウターシャフト3内に挿入され、六角嵌合軸部29が六角嵌合穴部18に嵌合して前記一体的な回転が可能なように結合される。四角係合軸部33の角部外周部33aは、軸支持部27に相対回転可能に軸支持される。この状態でトーションバー5は、アウターシャフト3に対し軸方向相対移動可能に配置された構成となる。
The
雄ねじ部31は、アウターシャフト3外へ突出する。アウターシャフト3のインロー部19にばね座37が嵌め込まれ、このばね座37に対し前記皿ばね17が、ナット41により締結されている。この締結結合によりトーションバー5は、アウターシャフト3の他端部13側から一端部9側方向へ向けた付勢力を受ける。
The
ダンピング結合部15は、多板間の摩擦力により前記ダンピングを行なう機構である。ダンピング結合部15は、アウターシャフト3に対するトーションバー5の捩じれ動作をダンピングできればよく、多板間の摩擦力に限らず、コーンクラッチ、或いは粘性流体や磁性流体を用いたクラッチなどでもよく、さらにはダンピング用のゴムをアウターシャフト3及びトーションバー5間に固着する構成にすることもできる。さらに、アウターシャフト3及びトーションバー5間の隙間全体に粘性流体を充填する構成にすることもできる。
The damping coupling portion 15 is a mechanism that performs the damping by a frictional force between multiple plates. The damping coupling portion 15 is only required to be able to dampen the torsional operation of the
このダンピング結合部15は、アウタープレート43及びインナープレート45とを備えている。アウタープレート43及びインナープレート45は、アウターシャフト3の他端部13とトーションバー5の他端部11とに各別に係合して交互に配置され、前記皿ばね17の付勢力で締結される。
The damping coupling portion 15 includes an
図5(A)は、アウタープレートの正面図、(B)は、インナープレートの正面図、(C)は、ストッパープレートの正面図である。 5A is a front view of the outer plate, FIG. 5B is a front view of the inner plate, and FIG. 5C is a front view of the stopper plate.
図5(A)のように、アウタープレート43は、外周に6箇所の突部43aが形成され、内周は、円形の穴43bとなっている。穴43bは、トーションバー5の四角軸部33の角部外周部33aに遊嵌する径を有している。
As shown in FIG. 5A, the
図5(B)のように、インナープレート45の外周は、円形に形成され、拡径部23の内周に遊嵌する外径を有している。インナープレート45の内周は、四角軸部33に嵌合する角穴45aとなっている。インナープレート45には、油孔45bが形成されている。
As shown in FIG. 5B, the outer periphery of the
図5(C)のように、ストッパープレート47には、外周の2箇所にストッパー用の係合突起47aが180°配置で設けられている。ストッパープレート47の内周は、四角軸部33に嵌合する角穴47bとなっている。
As shown in FIG. 5 (C), the
そして、ストッパープレート47が角穴47bで四角軸部33に嵌合して拡径部23内の奥側に配置される。この配置で係止突起23bに係合突起47aが位置的に対応する。このストッパープレート47側からインナープレート45、アウタープレート43の順に交互に配置され、インナープレート45は、角穴45aにより四角軸部33に嵌合し、アウタープレート43の突部43aが拡径部23の凹条23aに係合する。外端部のアウタープレート43は、フランジ部35aに当接し、前記皿ばね17の付勢力をフランジ部35aを介して受けるようになっている。
Then, the
したがって、アウターシャフト3の一端部9のスプライン21が、図示しないデファレンシャル装置のサイド・ギヤのインナースプラインにスプイライン嵌合し、ホイール結合部35に図示しないホイールが結合された車両搭載状態で、サイド・ギヤ及びホイール間でショックロードが発生すると、トーションバー5の他端部11側が一端部7側に対して捻られ、その捻り弾性力でショックロードを吸収する。
Accordingly, the
このとき、トーションバー5には、揺れ戻しによりアウターシャフト3に対する捻れ振動が発生する。ダンピング結合部15では、アウタープレート43に対しインナープレート45が相対回転して摩擦摺動してアウターシャフト3がダンピングトルクを伝達し、トーションバー5の捻り振動を減衰(ダンピング)する。
At this time, torsional vibration with respect to the outer shaft 3 is generated in the
トーションバー5が大きく捻られるとストッパープレート47の係合突起47aがアウターシャフト3の係止突起23bに係止され、設定以上の捻れが防止される。
When the
つまり、トーションバー5は、外形が細く形成され、捻れ剛性を低下させ、その外側にアウターシャフト3を配置し、このトーションバー5とアウターシャフト3との径方向間にダンピング結合部15を設けたものである。
That is, the
また、ナット41を締め上げることでダンピング結合部15のアウタープレート43及びインナープレート45が摩擦トルクを増大させることができる。
Further, by tightening the
トーションバー5は、ショックトルクが発生したときねじれることでショックエネルギーを蓄え、平坦なトルクとしてホイールに伝達する。このとき、ダンピング結合部15のアウタープレート43及びインナープレート45が摺動し、揺れ戻しエネルギーを吸収する。
The
アクスルシャフト1の捻れ剛性、すなわちばね定数は、伝達トルクにより変化せず一定であるため、大きなトルクであってもショックは発生しない。
Since the torsional rigidity of the
また、アクスルシャフト1は、ファイナルドライブよりも下流にある。したがって、小さな捩じれ角がファイナルドライブ上流の減速比を乗じた大きな捩じれ角と等価である。その上、アクスルシャフト1は長く捩じれ角が大きい上に内外二重構造である。結果、吸収可能エネルギーは、他の箇所に設置した場合に比較して格段に大きくなる。また、他の部品の変更なくダンパーを簡単に設けることができる。
Further, the
[実施例の効果]
本発明実施例のトーショナルダンパーであるアクスルシャフト1は、ダンピングトルクを伝達する中空のアウターシャフト3と、このアウターシャフト3の軸心部に配置され一端部7がアウターシャフト3の一端部9に一体的な回転が可能に結合され他端部11がアウターシャフト3の他端部13に対して相対回転可能な主駆動トルクを伝達するトーションバー5と、アウターシャフト3及びトーションバー5の他端部13、11間を相対回転可能に結合するダンピング結合部15とを備えた。
[Effect of Example]
An
このため、アウターシャフト3とトーションバー5との構造によりトーションバー5を細くしてショックエネルギーの吸収量を増大させることができる。
For this reason, the absorption amount of shock energy can be increased by making the
前記ダンピング結合部15は、アウターシャフト3に対するトーションバー5の捩じれ動作をダンピングする。
The damping coupling portion 15 dampens the twisting operation of the
このため、ダンピング結合部15によりトーションバー5の捩じれ振動をダンピングし、揺れ戻しエネルギーを早期に収束させることができる。
For this reason, the torsional vibration of the
前記アウターシャフト3に対し前記トーションバー5が軸方向相対移動可能に配置され、 前記アウターシャフト3と前記トーションバー5との間に軸方向に付勢力を発生する皿ばね17を介設し、前記ダンピング結合部15は、前記アウターシャフト3の他端部13と前記トーションバー5の他端部11とに各別に係合して交互に配置され前記皿ばね17の付勢力で締結されるアウタープレート43及びインナープレート45とを備えた。
The
このため、アウターシャフト3に対するトーションバー5の捻れによりアウタープレート43及びインナープレート45間が相対回転して摩擦摺動し、揺れ戻しエネルギーを減衰することができる。
Therefore, the
しかも、アウタープレート43及びインナープレート45は、トーションバー5の捩じれの基端となる一端部7に対して反対側の他端部11に配置されるから、捻れ動作の大きな部分で摩擦摺動することができ、小さなダンピング結合部15により大きな減衰効果を得ることができる。
In addition, the
このため、駆動部材の急発進やトランスミッションの急変速によるショックロードを大幅に軽減することが可能となり、より小さな歯車や、細いシャフトが使用できる。 For this reason, it is possible to greatly reduce the shock load due to sudden start of the drive member or sudden transmission shift, and a smaller gear or a thin shaft can be used.
したがって、車両軽量化による運動性能及び燃費向上、コスト軽減が可能である。 Therefore, it is possible to improve athletic performance and fuel consumption and reduce costs by reducing the vehicle weight.
ダンピング結合部15に多板構造を使用することでダンピング効果を大きく変化させることができる。 By using a multi-plate structure for the damping coupling part 15, the damping effect can be greatly changed.
競技等の限界走行においては、路面とタイヤ間の急激なトルク変化により、グリップを失い、スピンに至る場合がある。この場合でも、前記ダンピング効果によりショックトルクが消滅するため、限界速度が向上する効果がある。 In limit running such as competition, a sudden torque change between the road surface and the tire may result in loss of grip and spin. Even in this case, since the shock torque disappears due to the damping effect, there is an effect that the limit speed is improved.
1 アクスルシャフト(長尺構造部材)
3 アウターシャフト
5 トーションバー
7 トーションバーの一端部
9 アウターシャフトの一端部
11 トーションバーの他端部
13 アウターシャフトの他端部
15 ダンピング結合部
17 皿ばね(弾性体)
43 アウタープレート
45 インナープレート
1 Axle shaft (long structure member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3
43
Claims (3)
ダンピングトルクを伝達する中空のアウターシャフトと、
このアウターシャフトの軸心部に配置され一端部が前記アウターシャフトの一端部に一体的な回転が可能に結合され他端部が前記アウターシャフトの他端部に対して相対回転可能な駆動トルクを伝達するトーションバーと、
前記アウターシャフト及びトーションバー間に設けられ前記トーションバーの捩じれ動作をダンピングするダンピング結合部と、
を備えたことを特徴とする長尺構造部材。 A shaft-like long structural member,
A hollow outer shaft that transmits damping torque;
One end of the outer shaft disposed at the axial center of the outer shaft is coupled to one end of the outer shaft so as to be integrally rotatable, and the other end has a driving torque that allows relative rotation with respect to the other end of the outer shaft. A torsion bar that communicates,
A damping coupling provided between the outer shaft and the torsion bar for damping the torsional motion of the torsion bar;
A long structural member characterized by comprising:
前記ダンピング結合部は、多板間の摩擦力によりダンピングする機構である、
ことを特徴とする長尺構造部材。 The long structural member according to claim 1,
The damping coupling part is a mechanism for damping by frictional force between multiple plates.
A long structural member characterized by that.
前記アウターシャフトに対し前記トーションバーが軸方向相対移動可能に配置され、
前記アウターシャフトと前記トーションバーとの間に軸方向に付勢力を発生する弾性体を介設し、
前記ダンピング結合部は、前記アウターシャフトの他端部と前記トーションバーの他端部とに各別に係合して交互に配置され前記弾性体の付勢力で締結されるアウタープレート及びインナープレートと、
を備えたことを特徴とする長尺構造部材。 The long structural member according to claim 2,
The torsion bar is disposed so as to be axially movable relative to the outer shaft;
An elastic body that generates an urging force in the axial direction is interposed between the outer shaft and the torsion bar,
The damping coupling portion is engaged with the other end portion of the outer shaft and the other end portion of the torsion bar, respectively, and is alternately arranged and fastened by the urging force of the elastic body, and an inner plate,
A long structural member characterized by comprising:
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2014-10-06 JP JP2014205894A patent/JP6453604B2/en active Active
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