JP2021055740A - 車両用ドライブシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】制振性能を良好にしながらも、製造コストの低減なども好適に図ることが可能な車両用ドライブシャフトを提供する。【解決手段】中間軸１の両端部に一対の等速自在継手２Ａ，２Ｂが連結されている、車両用ドライブシャフトＡであって、中間軸１の軸長方向途中箇所のうち、中間軸１が定常波で振動するときの腹に相当する少なくとも１箇所は、中間軸１の他の部分よりも外径が部分的に大きくされた大径軸部１０とされている。【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車などの車両において、駆動源の動力伝達に用いられる車両用ドライブシャフトに関する。
なお、本発明でいう車両用ドライブシャフトは、ディファレンシャル装置から車輪への動力伝達に用いられるものに加え、たとえば変速機の出力軸からディファレンシャルギヤへの動力伝達に用いられる「プロペラシャフト」も含む広い概念である。

車両用ドライブシャフトは、中間軸の両端部に一対の等速自在継手が連結された構成を有しており、一対の等速自在継手の機能により、駆動側と従動側との相対変位が可能であるとともに、駆動側の回転を従動側に等回転速度で伝達することが可能である。
このような車両用ドライブシャフトにおいては、回転時における振動、および振動に起因する騒音を抑制することを目的として、中間軸にダイナミックダンパを取付ける手段がよく採用されている（たとえば特許文献１を参照）。ダイナミックダンパは、補助質量体であり、車両用ドライブシャフトの固有振動数周辺の共振現象を抑制し、制振・騒音低減効果をもたらせる。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地がある。

すなわち、ダイナミックダンパを用いた場合、その分だけ車両用ドライブシャフト全体の部品点数が増加し、製造コストが高価となる。また、車両の仕様によっては、ダイナミックダンパを取付けるためのスペースを確保するのに苦慮する場合もある。さらに、ダイナミックダンパは、たとえば金属製のマスがゴムまたは樹脂に保持された構造とされる場合が多いが、このような構造の場合には、ゴムまたは樹脂の熱害防止などの対策を施す必要もある。したがって、ダイナミックダンパを用いる必要をなくし、またはダイナミックダンパを用いる場合には、その小サイズ化および低コスト化を図ることにより、前記した不具合をできる限り解消することが望まれる。

特開２０１８−２０４６１７号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、制振性能を良好にしながらも、製造コストの低減なども好適に図ることが可能な車両用ドライブシャフトを提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両用ドライブシャフトは、中間軸の両端部に一対の等速自在継手が連結されている、車両用ドライブシャフトであって、前記中間軸の軸長方向途中箇所のうち、前記中間軸が定常波で振動するときの腹に相当する少なくとも１箇所は、前記中間軸の他の部分よりも外径が部分的に大きくされた大径軸部とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、中間軸の大径軸部を、中間軸の軸長方向途中箇所に設けられた制振用のマスとして機能させることが可能となる。前記大径軸部は、中間軸が定常波で振動するときの腹に相当する箇所に設けられているため、制振作用は大きく、ダイナミックダンパと同様な役割を果たす。このため、ダイナミックダンパを不要とし、あるいはダイナミックダンパを簡易な構成の小サイズのものとすることが可能となる。その結果、前記従来技術と比較して、製造コストの低減や、取付けの容易化などを好適に図ることができる。
第２に、中間軸の大径化が図られるため、中間軸の強度が向上する利点も得られる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係るドライブシャフトの一例を示す一部断面正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIb−Ib断面図である。 本発明の他の例を示す要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す車両用ドライブシャフトＡは、車両のディファレンシャル装置（不図示）から車輪（不図示）への動力伝達に用いられるものであり、中間軸１の両端部に、一対の等速自在継手２Ａ，２Ｂが連結されている。後述するように、中間軸１の所定箇所には、一対の大径軸部１０が設けられている。

一対の等速自在継手２Ａ，２Ｂは、従来既知のものであり、一方の等速自在継手２Ａはツェッパ型であり、他方の等速自在継手２Ｂはトリポート型である。
これらを簡単に説明すると、一方の等速自在継手２Ａは、アウタレース部２０ａの片側に入力軸部２３ａが繋がった継手本体部材２０Ａを備えている。中間軸１の一端部は、継手本体部材２０Ａに対する揺動および軸長方向へのスライド動作が可能なように、インナレース部２１ａや複数のボール２２ａなどを介して継手本体部材２０Ａに連結されている。入力軸部２３ａは、軸受３Ａにより支持され、かつ前記ディファレンシャル装置のサイドギヤ（不図示）に駆動連結されている。
他方の等速自在継手２Ｂは、アウタレース部２０ｂの片側に出力軸部２３ｂが繋がった継手本体部材２０Ｂを備えている。中間軸１の他端部は、継手本体部材２０Ｂに対する揺動および軸長方向へのスライド動作が可能なように、インナレース部２１ｂや複数のローラ２２ｂなどを介して継手本体部材２０Ｂに連結されている。出力軸部２３ｂは、軸受３Ｂにより支持され、かつ前記車輪のハブ（不図示）に駆動連結されている。
図中、４Ａ，４Ｂは、ブーツを示している。

中間軸１は、たとえば中実の金属製丸棒部材に削り出し加工を施して形成されたものである。この中間軸１は、一対の等速自在継手２Ａ，２Ｂによって両端部固定の支持状態にあるため、この中間軸１が回転する際に発生する振動のモードは、定常波となる。図１(ａ)の曲線Ｌは、その波形の一例を示し、中間軸１の両端部は、定常波の「節」となる。

前記定常波の「腹」に相当する複数箇所のうち、中間軸１の軸長方向中央寄りの２箇所には、一対の大径軸部１０が設けられている。各大径軸部１０は、前記した金属製丸棒部材の削りだし加工により中間軸１の他の部分と一体で形成されており、かつその外径Ｄは、中間軸１の他の部分の外径よりも大径、つまり中間軸１の各部の中で最大径とされてい
る。図１（ｂ）に示すように、大径軸部１０の断面形状は、中実の円形状である。
図１には、中間軸１の軸長方向略中央部にダイナミックダンパ６が取付けられている構成が仮想線で示されているが、この点については、後述する。

次に、前記した車両用ドライブシャフトＡの作用について説明する。

まず、車両用ドライブシャフトＡが回転し、中間軸１に振動が発生する際には、既述したように、たとえば曲線Ｌで示したような波形の定常波の振動となる。これに対し、中間軸１には、一対の大径軸部１０が設けられており、これらは、中間軸１の軸長方向において、質量が部分的に大きくされた箇所であって、前記定常波の腹に相当する箇所に位置している。このため、一対の大径軸部１０は、中間軸１の振動を効果的に抑制するマス部として機能することとなり、中間軸１の振動、および振動に起因する騒音を抑制する作用が得られる。

このようなことから、図１に示したダイナミックダンパ６を不要とし、製造コストの低減を図ることが可能となる。また、仮に、ダイナミックダンパ６を用いるとしても、このダイナミックダンパ６の小サイズ化を図り、その質量を小さくすることができるため、この場合においては、ダイナミックダンパ６の部品コストを廉価にし、製造コストを低減することが可能となる。ダイナミックダンパ６を不要とし、あるいは小サイズ化を図ることができれば、ダイナミックダンパ６の取付けに苦慮する不具合も解消または緩和される。
その他、本実施形態によれば、一対の大径軸部１０の存在により、中間軸１の強度が高められる利点も得られる。

図２は、本発明の他の実施形態を示している。
同図においては、中間軸１に、これとは別体の円筒部材１０ａが外嵌された上で、溶接などの手段を用いて固定されている。この円筒部材１０ａが設けられた部分が、大径軸部１０Ａである。
本発明においては、大径軸部１０Ａの形成手段として、図２に示したような手段を採用することも可能である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両用ドライブシャフトの各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

上述の実施形態においては、大径軸部１０を計２箇所設けたが、その数は問わず、少なくとも１箇所設けられていればよい。大径軸部１０は、中間軸１の軸長方向途中箇所であって、定常波の腹に相当する箇所に設けられていればよい。また、大径軸部１０は、中間軸１の他の部分よりも大径であればよく、その具体的な外径寸法は限定されない。大径軸部１０は、中実断面で形成されていることが好ましいが、中空断面状に形成されていてもかまわない。
本発明でいう車両用ドライブシャフトは、プロペラシャフトも含む広い概念であることは、冒頭で述べたとおりである。

Ａ 車両用ドライブシャフト
１ 中間軸
１０，１０Ａ 大径軸部
２Ａ，２Ｂ 等速自在継手

Claims (1)

1. 中間軸の両端部に一対の等速自在継手が連結されている、車両用ドライブシャフトであって、
   前記中間軸の軸長方向途中箇所のうち、前記中間軸が定常波で振動するときの腹に相当する少なくとも１箇所は、前記中間軸の他の部分よりも外径が部分的に大きくされた大径軸部とされていることを特徴とする、車両用ドライブシャフト。

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